TWI685601B - 帽型鋼板樁 - Google Patents

Abstract

一種帽型鋼板樁，是配置複數個來構成壁體，且在長邊方向上延伸，前述帽型鋼板樁中的寬度方向的每1m大小中，截面積A(cm² /m)、與繞著從帽型鋼板樁之長邊方向觀看之平面視角下在寬度方向上延伸之截面重心線的截面二次軸矩I(cm⁴ /m)的關係滿足式(1)，並且當將前述平面視角下的前述一對翼板部各自的延長線的第1交點與前述截面重心線之間的距離設為D1(mm)，並將前述一對翼板部各自中的與前述截面重心線的第2交點彼此之間的距離設為D2(mm)時，滿足式(2A)且式(2B)、式(3A)且式(3B)、式(4A)且式(4B)、或者式(5A)且式(5B)。 A＜0.00252I＋94.4…(1) 262.6＜D1＜281.0…(2A) 496.9＜D1＜520.9…(3A) 621.5＜D1＜650.9…(4A) 625.2＜D1＜654.8…(5A) 484.0＜D2＜499.0…(2B) 474.0＜D2＜489.0…(3B) 476.0＜D2＜491.0…(4B) 474.0＜D2＜489.0…(5B)

Description

帽型鋼板樁

發明領域 本發明是有關於一種帽型鋼板樁。 本申請案是依據已於2017年10月2日於日本提出專利申請之特願2017-193111號而主張優先權，並在此援引其內容。

發明背景 以往，已知有一種帽型鋼板樁，其是以複數個來構成壁體並在長邊方向上延伸。 帽型鋼板樁具備有腹板部、相對於腹板部傾斜而延伸的一對翼板部、及分別連接於一對翼板部的臂部。 此帽型鋼板樁是藉由例如於岸壁等在寬度方向上將複數個成列施工，而構成支撐外力的壁體，其中前述外力是來自從長邊方向來觀看之平面視角下與寬度方向正交的截面高度方向。作為對此帽型鋼板樁進行施工的方法，已知有例如，如下述專利文獻1及下述專利文獻2所示之由夾頭方法或夾持方法進行之使用了振動器的打設方法，一般將此稱之為振動式打樁機工法。在振動式打樁機工法中，是在以施工用重機具之把持部把持帽型鋼板樁之一對翼板部的狀態下將帽型鋼板樁打設於地面。 作為其他之工法，已知有壓入工法。在壓入工法中，是從帽型鋼板樁的外側圍繞帽型鋼板樁整體，並且在以施工用重機具之夾持部分別夾持帽型鋼板樁中的一對臂部的狀態下，將帽型鋼板樁打設於地面。 先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特許第3916621號公報 專利文獻2：日本專利特許第4656587號公報

發明概要 發明欲解決之課題 在專利文獻1所記載之夾頭方法(把持方法)中，是配合一對翼板部彼此所成的角度而形成為使施工用重機具中的把持部的角度旋轉之機構，但實質上是形成為對應於2個翼板角度之構成。欲設成使把持部對應於其以上之角度時，會隨著設置於把持部之固定孔的數量變多而導致把持部之端部的強度不足，且使調整把持部之位置的調整治具之尺寸變大。藉此，作業性變差且設備製造成本增多。因此，要將把持部適用於形成各種角度之一對翼板部是很困難的。 在專利文獻2記載之夾持方法(把持方法)中，會變得需要配合一對翼板部彼此所形成的角度而相異之位置決定構件。 另一方面，為了可以適應各種形狀之鋼板樁截面而因應於鋼板樁截面來使用各個相異的振動式打樁機之作法，會帶來振動式打樁機之生產性惡化或成本增多的結果。在施工現場中也會因複數個形狀之截面混合存在來進行處理的情況等，而進行振動式打樁機更換所伴隨的施工時間的增多或施工成本上升的關係，而導致施工性降低。因此，作為振動式打樁機，有效的是以同一型式且可適應於複數個鋼板樁截面之作法，在既有之振動式打樁機中也要設計成可以包羅複數種鋼板樁型式，而可廣泛地使用。 惟，為了有效率地在帽型鋼板樁之長邊方向中的以振動式打樁機把持之側與相反之前端部產生將振動式打樁機之振動傳達至帽型鋼板樁以在土中打洞前進之打設能量，是以可讓從振動式打樁機的驅動部往抓住帽型鋼板樁的把持部之能量傳達變得順暢的方式來進行機械設計。並且，為了可以吸收打設時的施工誤差或帽型鋼板樁截面本身的製造誤差，所要求的是將把持部的可動範圍變窄以堅固地把持。因此，在提供經濟性更加優異之新的帽型鋼板樁時，為了不損及振動式打樁機製造的生產性、或在施工現場的施工性，已進行最佳設計之可適應於既有的振動式打樁機之作法變得較有利。尤其，在有效寬度變得比以往之400mm寬或600mm寬的U形鋼板樁更大之900mm寬的帽型鋼板樁中，會使伴隨於振動式打樁機的振動之在板樁截面方向上產生的橫向搖晃變大，而導致打設效率降低。因此，可將藉由把持翼板的2處來抑制橫向搖晃振動之雙夾頭方式的振動式打樁機設計為最佳規格來使用。藉此，提供可適應於該施工用重機具之帽型板樁截面之作法是可以和經濟性提升直接關聯的。 又，在壓入工法中，仍有因施工用重機具之夾持部的形狀的約束、或帽型鋼板樁整體之大小而使可以適用的截面形狀受限的問題。

本發明是有鑒於如此之問題點而作成的發明，其目的在於提供一種既確保截面性能又有助於成本削減，並且可以確保施工用重機具之通用性的帽型鋼板樁。 用以解決課題之手段

為了解決上述課題並達成目的，本發明採用了以下的態樣。 (1)本發明之一態樣的帽型鋼板樁，是配置複數個而構成壁體，並在長邊方向上延伸，前述帽型鋼板樁具備： 腹板部，於從前述長邊方向觀看之平面視角下在前述壁體延伸之寬度方向上延伸； 一對翼板部，連接於前述腹板部中的前述寬度方向的外端部，且在前述平面視角下相對於前述腹板部傾斜而延伸；及 一對臂部，連接於前述一對翼板部各自中的沿著前述寬度方向之前述腹板部的相反側的端部，且在前述平面視角下在前述寬度方向上延伸， 前述帽型鋼板樁中的前述寬度方向的每1m大小中，截面積A(cm² /m)、與繞著在前述平面視角下在前述寬度方向上延伸之截面重心線的截面二次軸矩I(cm⁴ /m)的關係滿足式(1)，並且當將前述平面視角下的前述一對翼板部各自的延長線的第1交點與前述截面重心線之間的距離設為D1(mm)，並將前述一對翼板部各自中的與前述截面重心線的第2交點彼此之間的距離設為D2(mm)時， 滿足式(2A)且式(2B)、式(3A)且式(3B)、式(4A)且式(4B)、或者式(5A)且式(5B)。 A＜0.00252I＋94.4…(1) 262.6＜D1＜281.0…(2A) 496.9＜D1＜520.9…(3A) 621.5＜D1＜650.9…(4A) 625.2＜D1＜654.8…(5A) 484.0＜D2＜499.0…(2B) 474.0＜D2＜489.0…(3B) 476.0＜D2＜491.0…(4B) 474.0＜D2＜489.0…(5B)

根據此態樣之帽型鋼板樁，帽型鋼板樁中的寬度方向的每1m大小之截面積A、與從長邊方向觀看之繞著在平面視角下在寬度方向上延伸之截面重心線之截面二次軸矩I的關係滿足式(1)。因此，即便在確保現行的帽型鋼板樁的截面性能或使其變化的情況下，仍變得可縮小截面積，而可以有助於成本削減。

又，前述D1與前述D2的關係滿足式(2A)且式(2B)、式(3A)且式(3B)、式(4A)且式(4B)、式(5A)且式(5B)中任1個關係。因此，藉由將在現行的各種尺寸之帽型鋼板樁各自施工時所使用的施工用重機具之一對把持部的寬度方向的尺寸改變，可以將現行之施工用重機具轉用於本發明之鋼板樁，並可以確保施工用重機具之通用性。此外，變得可將上述態樣之帽型鋼板樁中的前述第2交點之間的距離，設成與現行的各種尺寸之帽型鋼板樁中的前述第2交點之間的距離之中的任一個距離同等。又，變得可將上述態樣之帽型鋼板樁中的一對翼板部彼此的傾斜角，設成與現行的各種尺寸之帽型鋼板樁中的翼板部彼此的傾斜角之中的任一個傾斜角同等。 藉此，可以原樣以對現行的各種尺寸之帽型鋼板樁施工時所使用之施工用重機具的把持部，來把持本發明之帽型鋼板樁，而可以流暢地進行藉由以往之施工用重機具所進行的施工作業。

(2)在上述(1)所記載之帽型鋼板樁中，亦可為前述D1及前述D2滿足前述式(2A)且滿足前述式(2B)。

(3)在上述(1)所記載之帽型鋼板樁中，亦可為前述D1及前述D2滿足前述式(3A)且滿足前述式(3B)。

(4)在上述(1)所記載之帽型鋼板樁中，亦可為前述D1及前述D2滿足前述式(4A)且滿足前述式(4B)。

(5)在上述(1)所記載之帽型鋼板樁中，亦可為前述D1及前述D2滿足前述式(5A)且滿足前述式(5B)。

(6)在上述(1)所記載之帽型鋼板樁中，亦可為前述一對臂部各自中的前述寬度方向的外端部彼此之間的有效寬度W(mm)滿足式(6)，並且前述前述腹板中的沿著寬度方向之與截面重心線朝向相反側的面，和前述臂部中的沿著寬度方向之與截面重心線朝向相反側的面之間的在前述平面視角下與前述寬度方向正交之截面高度方向的距離H(mm)滿足式(7)。 876≦W≦932…(6) H＜400…(7)

在此情況下，前述有效寬度W滿足式(6)，且前述距離H滿足式(7)。因此，上述之帽型鋼板樁可使用現行的通用的壓入工法的施工用重機具，並藉由壓入工法之施工用重機具的夾持部，來提高下述可能性：可以一邊夾持臂部，一邊在平面視角下從帽型鋼板樁之外側圍繞帽型鋼板樁整體。藉此，可以更加地確保施工用重機具的通用性。

(7)在上述(1)至(6)中任一項所記載之帽型鋼板樁中，亦可為距離L(mm)、距離H(mm)與距離C(mm)滿足式(8)，前述距離L(mm)是通過前述一對翼板部各自中的與前述截面重心線的第2交點，而分別正交於前述一對翼板部之垂直線彼此的第3交點，與前述截面重心線之間的距離，前述距離H(mm)是前述腹板部中的沿著寬度方向之與截面重心線朝向相反側的面，和前述臂部中的沿著寬度方向之與截面重心線朝向相反側的面之間的前述平面視角下與前述寬度方向正交之截面高度方向的距離，前述距離C(mm)是前述腹板部中的沿著寬度方向之與截面重心線朝向相反側的面和前述截面重心線之間的距離。 L＞H-C… (8)

在此情況下，是成為前述第3交點為在前述平面視角下在截面高度方向上位於帽型鋼板樁之外側。因此，在將帽型鋼板樁打設於地面而施工時，可以使前述平面視角下位於帽型鋼板樁之內側的土壤於一對臂部彼此的寬度方向之間通過並朝向帽型鋼板樁之沿著寬度方向之外側排出。並且可以藉由使帽型鋼板樁具備如此之排土效果，而確保帽型鋼板樁之施工性。 發明效果

根據本發明之帽型鋼板樁，可以既確保截面性能且有助於成本削減，並且確保施工用重機具之通用性。

用以實施發明之形態 以下，參照圖1及圖2說明本發明之一實施形態的帽型鋼板樁1。如圖1所示，帽型鋼板樁1是在長邊方向(Z方向)上延伸。帽型鋼板樁1彼此是在寬度方向(與Z方向正交的方向上，且為後述之X方向)上配置複數個而構成壁體。壁體在從長邊方向觀看之平面視角下，是在一方向上延伸。在以下之說明中，將前述一方向稱為寬度方向(X方向)，並將前述平面視角下與寬度方向正交的方向稱為截面高度方向(Y方向)。又，在說明中所使用的各變數之中，針對符號重複的變數有時會省略單位之記載。

帽型鋼板樁1具備：在寬度方向上延伸之腹板部10、連接於腹板部10中的寬度方向之外端部的一對翼板部11、及連接於一對翼板部11各自中的沿著寬度方向之腹板部10的相反側之端部的一對臂部12。翼板部11是在前述平面視角下相對於腹板部10傾斜而延伸。一對翼板部11是隨著從腹板部10延伸而逐漸在寬度方向上擴展。一對翼板部11各自中的相對於寬度方向的傾斜角度是形成為互相同等。臂部12是在前述平面視角下朝寬度方向延伸。

於一對臂部12中的寬度方向的各外端部連接有連結接頭13。連結接頭13在前述平面視角下是成C字形，並具備有在截面高度方向上開口的連結口13A。一對臂部12各自中的連結口13A所開口的方向，在前述平面視角下為相互相反。帽型鋼板樁1在前述平面視角下，除了連結接頭13以外之部分的形狀，形成為以寬度方向之中央線作為基準之線對稱。

帽型鋼板樁1是在寬度方向上成列而配置複數個。相互在寬度方向上相鄰的帽型鋼板樁1彼此的截面高度方向的朝向是形成為彼此相同。藉由將相互相鄰的連結接頭13彼此互相嵌合而連結，可構成以複數個帽型鋼板樁1在寬度方向上延伸之壁體。

並且，在本發明之一實施形態的帽型鋼板樁1中，在帽型鋼板樁中的寬度方向的每1m大小(亦即，帽型鋼板樁之寬度每1m)中，截面積A(cm² /m)、與繞著在前述平面視角下在寬度方向上延伸之截面重心線M的截面二次軸矩I(cm⁴ /m)(以下，簡稱為截面二次軸矩)之關係滿足式(1)。此處，所謂的在前述平面視角下在寬度方向上延伸的截面重心線M，意指前述平面視角下通過帽型鋼板樁1之重心，並在寬度方向上延伸的直線。 A＜0.00252I＋94.4…(1) 帽型鋼板樁中的寬度方向的每1m大小之截面積A及截面二次軸矩I，是每1片鋼板樁之截面積及截面二次軸矩除以鋼板樁之有效寬度W後的值。在以下之說明中，是省略「帽型鋼板樁中的寬度方向的每1m大小之」，而簡稱為截面積或截面二次軸矩。

以下說明式(1)之技術意義。 帽型鋼板樁1因為是支撐來自截面高度方向之外力，所以所要求的是例如截面二次軸矩或截面係數等之截面性能要高。因此，所要求的是既確保現行的帽型鋼板樁之截面形狀中的截面性能或使其變化，且更加縮小沿著寬度方向及截面高度方向之兩方向的截面積，以變更為有助於成本削減的截面形狀。 於是，本案發明人等按每個現行的帽型鋼板樁的型式，整理了截面特性及主要尺寸。其結果顯示於表1。再者，表1中之距離C是腹板部10中的沿著寬度方向之與截面重心線M朝向相反側的面，和截面重心線M之間的距離(mm)。

[表1]

其次，於圖2中顯示表1的4個型式的截面二次軸矩I與截面積A的相關圖。作為將現行的型式10H、45H之各值連結而成的直線S，導出了式(1)的右邊。亦即，在滿足式(1)時，會使每個截面二次軸矩的截面積變得比現行的帽型鋼板樁更小，可說是比現行的帽型鋼板樁更具經濟效益的截面形狀。 亦可因應於需要而將截面積A(cm⁴ /m)的上限設為0.00252I＋94.0或0.00252I＋93.6。截面積A(cm⁴ /m)之下限並毋須特別設定，可設為40，亦可因應於需要而設為0.00252I＋40。

若可以將對應於既有之型式10H、25H、45H及50H的帽型鋼板樁之各型式專用的施工用重機具(包含用於把持之附屬零件等。以下相同)原樣轉用時，是具經濟效益的。從此觀點來看，針對式(1)以外之構成要件，逐個說明各型式對應品。 如後述，本發明之一實施形態的帽型鋼板樁，可以分類為下述4個種類：型式10H對應品、型式25H對應品、型式45H對應品、及型式50H對應品。再者，本實施形態的這些4個種類的對應品全部都滿足式(1)。

(型式10H對應品) 以指出截面二次軸矩I為大約10,500(cm⁴ /m)之帽型鋼板樁的型式10H之帽型鋼板樁1為例，說明式(1)以外之構成要件。 所發現到的是，藉由設成將截面高度方向之距離D1(mm)及寬度方向之距離D2(mm)之兩者組合並適當地設定之帽型鋼板樁截面，可以原樣適用既有的型式10H之帽型鋼板樁用的施工用重機具，且可以有效率地將以振動式打樁機所產生之打設能量傳達到帽型鋼板樁。此處，所謂的距離D1，是指平面視角下的一對翼板部11各自之延長線的第1交點P1與截面重心線M之間的距離。所謂的距離D2，是指平面視角下的一對翼板部11各自中的與截面重心線M的第2交點P2彼此之間的距離。

又，在型式10H對應的帽型鋼板樁中，是使平面視角下之一對翼板部11各自之延長線的第1交點P1與截面重心線M之間的距離D1滿足式(2A)。 262.6＜D1＜281.0…(2A) 以下，說明式(2A)之技術意義。 如圖5(a)所示，為了以振動式打樁機工法將帽型鋼板樁1打設於地面，若可以將對應於現行的型式10H的帽型鋼板樁之施工用重機具原樣轉用時，是具經濟效益的。因此，為了使用對帽型鋼板樁1的一對翼板部11之與截面重心線M之第2交點P2進行把持的把持部30，而要求前述距離D1相對於現行的帽型鋼板樁為幾乎同等。這是由於藉由讓前述距離D1為幾乎同等，可以讓現行的型式10H的帽型鋼板樁之施工用重機具的把持部30，容易地把持帽型鋼板樁1之一對翼板部11。

此處，前述距離D1，是使用圖1所示之帽型鋼板樁1之各部的尺寸並以式(20)來表示。 D1＝(B/2)×tanθ＋C-tw/2…(20) 此處，是分別表示：B：腹板部10之寬度方向的尺寸(mm)、θ：翼板角度(°)、C：腹板部10中的沿著寬度方向之與截面重心線M朝向相反側的面，和截面重心線M之間的距離(mm)、tw：腹板部10之厚度尺寸(mm)。

其次，發現到下述情形：調查了可達成施工誤差之吸收及適當的打設能量傳達之距離D1的結果，可獲得式(21)及式(22)。此處，所謂距離H，是指腹板部10中的沿著寬度方向之與截面重心線M朝向相反側的面，和臂部12中的沿著寬度方向之與截面重心線M朝向相反側的面之間的距離(有效高度)。 D1_MAX ＝(B/2)×tanθ＋C-(tw/2)＋0.04×H…(21) D1_MIN ＝(B/2)×tanθ＋C-(tw/2)-0.04×H…(22) 亦即，只要帽型鋼板樁1的D1之值，在關於現行的帽型鋼板樁的各部的尺寸的式(21)中的D1_MAX 到式(22)中的D1_MIN 為止的範圍內，即可以實現有效率的打設。

並且，從現行的型式10H的帽型鋼板樁的各尺寸、式(21)及式(22)，可得到式(2A)。

又，在型式10H對應的帽型鋼板樁中，一對翼板部11各自中的與截面重心線M的第2交點P2彼此之間的距離D2滿足式(2B)。 484.0＜D2＜499.0…(2B) 以下，說明式(2B)之技術意義。 如前述，在採用現行的型式10H的帽型鋼板樁用之施工用重機具並以振動式打樁機工法將帽型鋼板樁1壓入時，可以藉由以施工用重機具之把持部30來把持帽型鋼板樁1之截面重心線M上的部分，而以穩定的狀態進行作業。因此，所要求的是，前述距離D2相對於現行的帽型鋼板樁為幾乎同等。這是由於藉由讓前述距離D2為幾乎同等，可以讓現行的型式10H的帽型鋼板樁之施工用重機具的把持部30，原樣把持帽型鋼板樁1。

並且，發現到下述情形：將設成可達成施工誤差的吸收或適當的打設能量傳達的距離D2縮小的結果，式(23)及式(24)為適當的範圍。 D2_MAX ＝D2＋10…(23) D2_MIN ＝D2-5…(24) 亦即，只要帽型鋼板樁1之D2的值，在式(23)中的D2_MAX 到式(24)中的D2_MIN 為止的範圍，即可以實現有效率的打設。 此處，所謂的前述有效寬度W，是從寬度方向中的其中一側的連結接頭13之嵌合中心到寬度方向中的另一側的連結接頭13之嵌合中心為止的距離。 又，在連結接頭13彼此之嵌合狀態中，有壓縮嵌合、中立嵌合、及拉伸嵌合等。亦即，為相互相鄰之連結接頭13彼此在寬度方向上互相被壓縮之狀態的壓縮嵌合、相互相鄰之連結接頭13彼此在寬度方向上互相被拉伸之狀態的拉伸嵌合、壓縮嵌合與引張嵌合的中間的狀態，且為相互相鄰之連結接頭13彼此未受到壓縮也未到到拉伸之狀態的中立嵌合。本實施形態中的有效寬度W相當於中立嵌合狀態中之接頭中心之間的距離。

然後，從現行的型式10H的各尺寸、式(23)及式(24)而得到式(2B)。

又，在型式10H對應的帽型鋼板樁中，一對臂部12各自中的寬度方向的外端部彼此之間的有效寬度W(mm)滿足式(6)。 876≦W≦932…(6) 以下，說明式(6)之技術意義。 如圖5(b)所示，為了以壓入工法而非以例如振動式打樁機工法來壓入帽型鋼板樁1，而轉用在現行的型式10H的帽型鋼板樁用中所使用的壓入工法用的施工用重機具之作法，是具經濟效益的。因此，較佳的是，為了使用夾持帽型鋼板樁1之一對臂部12中的兩端部的夾持部40，而使前述有效寬度W相對於現行的帽型鋼板樁為幾乎同等。這是由於藉由讓前述有效寬度W為幾乎同等，可以讓型式10H的帽型鋼板樁用之現行壓入工法中的施工用重機具的夾持部40，夾持一對臂部12中的兩端部。

並且，可確認到下述情形：於現行的型式10H之帽型鋼板樁用所使用之壓入工法用的施工用重機具中，可以藉由夾持部40夾持之寬度方向的距離為876mm到932mm。亦即，在前述有效寬度W滿足式(6)時，可以採用現行的壓入工法中的施工用重機具。再者，可以確認到下述情形：型式10H以外的型式20H、型式45H及型式50H之寬度方向的距離為876mm到932mm。因此，較佳的是，關於這些型式之對應品，也滿足式(6)。

又，在型式10H對應的帽型鋼板樁中，前述距離H(mm)滿足式(7)。 H≦400…(7) 以下，說明式(7)之技術意義。 如前述，在對帽型鋼板樁1採用型式10H之帽型鋼板樁用之現行的壓入工法中中的施工用重機具的情況下，因為會使施工用重機具之夾持部40從帽型鋼板樁1的外側圍繞帽型鋼板樁1整體，所以前述距離H宜為與現行的帽型鋼板樁幾乎同等。這是由於藉由讓前述距離H為幾乎同等，可以藉由現行的施工用重機具的夾持部40從帽型鋼板樁1的外側圍繞帽型鋼板樁1整體。

並且，可確認到下述情形：已於現行的型式10H之帽型鋼板樁用所採用之壓入工法中的施工用重機具中，可以藉由夾持部40圍繞帽型鋼板樁1整體之截面高度方向的距離為400mm以下。亦即，在前述距離H滿足式(7)時，可以採用現行的施工用重機具的夾持部40。再者，可以確認到下述情形：型式10H以外的型式20H、型式45H及型式50H之截面高度方向的距離為400mm以下。因此，較佳的是，關於這些型式之對應品，也滿足式(6)。

又，在型式10H對應的帽型鋼板樁中，亦可為距離L(mm)、距離H(mm)及距離C(mm)滿足式(8)，其中前述距離L(mm)是通過一對翼板部11各自中的與截面重心線M的第2交點P2，而分別正交於一對翼板部11的垂直線彼此之第3交點P3與截面重心線M之間的距離，前述距離H(mm)是腹板部10與臂部12之間的距離，前述距離C(mm)是腹板部10中的沿著寬度方向之與截面重心線M朝向相反側的面和截面重心線M之間的距離。 L＞H-C…(8)

以下，說明式(8)之技術意義。 在將帽型鋼板樁1以振動式打樁機工法或壓入工法打設於地面之時，從在寬度方向上相向之一對翼板部11朝向寬度方向之內側的一對排土壓(土壓)為相互對抗而作用。因此，會將被腹板部10及一對翼板部11所包圍的土壤，藉由排土壓而壓實，而有讓用於對帽型鋼板樁1施工之施工荷重增大、或帽型鋼板樁1因來自土壤的反作用力而變形的情形。

於是，將排土壓之作用線的第3交點P3比截面高度方向中的臂部12更配置於截面高度方向的外側(在圖1中，為比臂部12更下側)。藉此，當排土壓作用於被腹板部10及一對翼板部11所包圍之土壤時，變得可將此土壤推出至沿著截面高度方向之臂部12的外側(排土效果)。如此進行，而可以抑制施工荷重之增大或帽型鋼板樁1的變形。並且，可以藉由滿足式(8)，而將排土壓之作用線的第3交點P3配置於比截面高度方向中的臂部12更外側。

(型式25H對應品) 接著，參照圖3來說明本實施形態之型式25H對應的帽型鋼板樁2。在型式25H對應的帽型鋼板樁2中，對於與前述之構成相同的部位是附加相同的符號並省略其說明，而僅針對不同點進行說明。

如圖3所示，在型式25H對應的帽型鋼板樁2中，特別是截面高度方向之大小，為形成得比帽型鋼板樁1更大。因此，帽型鋼板樁2中的前述距離L、前述距離C、前述距離H並未滿足前述之式(8)。 又，在型式25H對應的帽型鋼板樁2中，是滿足式(3A)來取代式(2A)。 496.9＜D1＜520.9…(3A)

在型式25H對應的帽型鋼板樁2中，是從現行的型式25H的帽型鋼板樁之各尺寸、式(21)及式(22)，而得到了式(3A)。 此處，所謂的型式25H，是指截面二次軸矩為24,400(cm⁴ /m)左右的帽型鋼板樁。

又，在型式25H對應的帽型鋼板樁2中，是滿足式(3B)來取代式(2B)。 474.0＜D2＜489.0…(3B) 在型式25H對應的帽型鋼板樁2中，是從現行的型式25H的帽型鋼板樁之各尺寸、式(23)及式(24)，而得到了式(3B)。

(型式45H對應品) 接著，參照圖4來說明本實施形態之型式45H對應的帽型鋼板樁3。在型式45H對應之帽型鋼板樁3中，對於與前述之構成相同的部位是附加相同的符號並省略其說明，而僅針對不同點進行說明。

如圖4所示，在型式45H對應的帽型鋼板樁3中，特別是截面高度方向的大小進一步變得比帽型鋼板樁2更大。因此，型式45H對應的帽型鋼板樁3中的前述距離L、前述距離C、前述距離H並未滿足前述之式(8)。 又，在型式45H對應的帽型鋼板樁3中，是滿足式(4A)來取代式(2A)。 621.5＜D1＜650.9…(4A)

在型式45H對應的帽型鋼板樁3中，是從現行的型式45H的帽型鋼板樁之各尺寸、式(21)及式(22)，而得到了式(4A)。 此處，所謂的型式45H，是指截面二次軸矩為45,000(cm⁴ /m)左右的帽型鋼板樁。

又，在型式45H對應的帽型鋼板樁3中，是滿足式(4B)來取代式(2B)。 476.0＜D2＜491.0…(4B) 在型式45H對應的帽型鋼板樁3中，是從現行的型式45H的帽型鋼板樁之各尺寸、式(23)及式(24)，而得到了式(4B)。

(型式50H對應品) 接著，說明本實施形態之型式50H對應的帽型鋼板樁4。在型式50H對應的帽型鋼板樁4中，對於與前述之構成相同的部位是附加相同的符號並省略其說明，而僅針對不同點進行說明。此外，型式50H對應的帽型鋼板樁的截面形狀是與型式45H的截面形狀幾乎相同，因而省略圖示。 在型式50H對應的帽型鋼板樁4中，會滿足式(5A)及式(5B)。式(5A)及式(5B)，是從型式50H之各尺寸、式(21)、式(22)、式(23)及式(24)而得到。 此處，所謂的型式50H，是指截面二次軸矩為51,100(cm⁴ /m)左右的帽型鋼板樁。 625.2＜D1＜654.8…(5A) 474.0＜D2＜489.0…(5B)

如以上所說明，只要帽型鋼板樁中的寬度方向的每1m大小截面積A、與從長邊方向觀看之繞著在平面視角下在寬度方向上延伸的截面重心線M之截面二次軸矩I的關係滿足式(1)，即可以既確保現行的帽型鋼板樁中的截面性能或使其變化，並變得可縮小截面積，而有助於成本削減。

又，只要使前述D1與前述D2的關係滿足式(2A)且式(2B)、式(3A)且式(3B)、式(4A)且式(4B)、式(5A)且式(5B)之中的任1個關係，即可將分別對現行的各種尺寸的帽型鋼板樁施工時所使用之施工用重機具的一對把持部30的寬度方向的尺寸改變，藉此可以轉用現行的施工用重機具，且可以確保施工用重機具之通用性。

又，只要使一對臂部12各自中的寬度方向的外端部彼此之間的有效寬度W滿足式(6)，並且腹板部10與臂部12之間的在前述平面視角下與寬度方向正交之截面高度方向的距離H滿足式(7)，即可以提高下述的可能性：使用現行的通用的壓入工法的施工用重機具來施工。藉此，可以更加地確保施工用重機具的通用性。

又，只要使通過一對翼板部11各自中的與截面重心線M的第2交點P2而分別正交於一對翼板部11之垂直線彼此的第3交點P3，在前述平面視角下位於帽型鋼板樁1~4的外側(亦即，只要帽型鋼板樁滿足式(8))，便可以在將帽型鋼板樁打設於地面而施工之時，使前述平面視角下位於帽型鋼板樁1~4之內側的土壤於一對臂部12彼此的寬度方向之間通過並朝向帽型鋼板樁之沿著寬度方向之外側排出。並且可以藉由使帽型鋼板樁具備如此之排土效果，而確保帽型鋼板樁之施工性。 [實施例]

接著，說明本實施形態之實施例。為了滿足式(1)、式(2)、式(2A)~式(5B)的條件，在進行嘗試錯誤法時，設計了20個案例。並將其設計結果顯示於表2。再者，表2中之距離C是腹板部10中的沿著寬度方向之與截面重心線M朝向相反側的面，和截面重心線M之間的距離(mm)。

[表2]

所有的實施例皆滿足式(1)。實施例1~6滿足式(2A)及式(2B)。因此，實施例1~6之帽型鋼板樁可以分類為型式10H對應品。亦即，可進行使用了現行的型式10H之帽型鋼板樁用的施工用重機具的施工。 實施例7~12滿足式(3A)及式(3B)。因此，實施例7~12之帽型鋼板樁可以分類為型式25H對應品。亦即，可進行使用了現行的型式25H之帽型鋼板樁用的施工用重機的施工。 實施例13~18全部滿足式(4A)、式(5A)、式(4B)、式(5B)。因此，實施例13~18之帽型鋼板樁，可以分類為型式45H對應品，也可以分類為型式50H對應品。亦即，實施例13~18之帽型鋼板樁，可進行使用了現行的型式45H或型式50H之雙方的帽型鋼板樁用之施工用重機具的施工。 實施例19滿足式(4A)及式(4B)。因此，實施例19之帽型鋼板樁可以分類為型式45H對應品。亦即，實施例19之帽型鋼板樁，可進行使用了現行的型式45H之帽型鋼板樁用的施工用重機具的施工。 實施例20滿足式(5A)及式(5B)。因此，實施例20之帽型鋼板樁可以分類為型式50H對應品。亦即，實施例20之帽型鋼板樁，可進行使用了現行的型式50H之帽型鋼板樁用的施工用重機的施工。

以上，參照圖式詳述了本發明之實施形態及實施例，但具體的構成並不侷限於這些，也包含在不脫離本發明之要旨的範圍之構成的變更、組合、刪除等。並且，亦可適當組合在實施形態所顯示之構成的每一個。

在例如上述實施形態中，雖然顯示了一對臂部12各自中的寬度方向的外端部彼此之間之有效寬度W(mm)滿足式(6)，並且腹板部10與臂部12之間的截面高度方向之距離H(mm)滿足式(7)之構成，但並非受限於如此之態樣。前述有效寬度W亦可不滿足式(6)，且前述距離H亦可不滿足式(7)。 產業上之可利用性

根據本發明，可以既確保截面性能又有助於成本削減，並且確保施工用重機具之通用性。據此，本發明在產業上之可利用性是大的。

1、2、3、4‧‧‧帽型鋼板樁 10‧‧‧腹板部 11‧‧‧翼板部 12‧‧‧臂部 13‧‧‧連結接頭 13A‧‧‧連結口 30‧‧‧把持部 40‧‧‧夾持部 A‧‧‧截面積 B‧‧‧腹板部之寬度方向的尺寸 C、D1、D2、H、L‧‧‧距離 I‧‧‧截面二次軸矩 M‧‧‧截面重心線 P1‧‧‧第1交點 P2‧‧‧第2交點 P3‧‧‧第3交點 S‧‧‧直線 tw‧‧‧腹板部之厚度尺寸 W‧‧‧有效寬度 X、Y、Z‧‧‧方向 θ‧‧‧翼板角度

圖1是顯示本發明之一實施形態的主要型式10H對應的帽型鋼板樁的圖，且為從帽型鋼板樁之長邊方向觀看的平面圖。 圖2是顯示帽型鋼板樁的截面積及截面二次軸矩之關係的圖表。 圖3是顯示同實施形態之主要型式25H對應的帽型鋼板樁的圖，且為從帽型鋼板樁之長邊方向觀看的平面圖。 圖4是顯示同實施形態之主要式45H對應的帽型鋼板樁的圖，且為從帽型鋼板樁之長邊方向觀看的平面圖。 圖5是在帽型鋼板樁之施工用重機具中，顯示(a)為使用於振動式打樁機工法之把持部的圖，顯示(b)為使用於壓入工法之夾持部的圖。

1‧‧‧帽型鋼板樁

10‧‧‧腹板部

11‧‧‧翼板部

12‧‧‧臂部

13‧‧‧連結接頭

13A‧‧‧連結口

B‧‧‧腹板之寬度方向的尺寸

C、D1、D2、H、L‧‧‧距離

M‧‧‧截面重心線

P1‧‧‧第1交點

P2‧‧‧第2交點

P3‧‧‧第3交點

tw‧‧‧腹板部之厚度尺寸

W‧‧‧有效寬度

X、Y、Z‧‧‧方向

θ‧‧‧翼板角度

Claims (7)

1. 一種帽型鋼板樁，是配置複數個而構成壁體，並在長邊方向上延伸，前述帽型鋼板樁的特徵在於：具備：腹板部，於從前述長邊方向觀看之平面視角下在前述壁體延伸之寬度方向上延伸；一對翼板部，連接於前述腹板部中的前述寬度方向的外端部，且在前述平面視角下相對於前述腹板部傾斜而延伸；及一對臂部，連接於前述一對翼板部各自中的沿著前述寬度方向之前述腹板部的相反側的端部，且在前述平面視角下在前述寬度方向上延伸，前述帽型鋼板樁中的前述寬度方向的每1m大小中，截面積A(cm²/m)、與繞著在前述平面視角下在前述寬度方向上延伸之截面重心線的截面二次軸矩I(cm⁴/m)的關係滿足式(1)，並且當將前述平面視角下的前述一對翼板部各自的延長線的第1交點與前述截面重心線之間的距離設為D1(mm)，並將前述一對翼板部各自中的與前述截面重心線的第2交點彼此之間的距離設為D2(mm)時，滿足式(2A)且式(2B)、式(3A)且式(3B)、式(4A)且式(4B)、或者式(5A)且式(5B)， A<0.00252I+94.4…(1) 262.6<D1<281.0…(2A) 496.9<D1<520.9…(3A) 621.5<D1<650.9…(4A) 625.2<D1<654.8…(5A) 484.0<D2<499.0…(2B) 474.0<D2<489.0…(3B) 476.0<D2<491.0…(4B) 474.0<D2<489.0…(5B)，其中，在前述平面視角下在前述寬度方向上延伸的前述截面重心線，是前述平面視角下通過前述帽型鋼板樁之重心，並在前述寬度方向上延伸的直線，前述帽型鋼板樁中的前述寬度方向的每1m大小之前述截面二次軸矩I，是每1片鋼板樁之前述截面二次軸矩I除以前述鋼板樁之有效寬度W後的值。
2. 如請求項1之帽型鋼板樁，其中前述D1及前述D2滿足前述式(2A)且滿足前述式(2B)。
3. 如請求項1之帽型鋼板樁，其中前述D1及前述D2滿足前述式(3A)且滿足前述式(3B)。
4. 如請求項1之帽型鋼板樁，其中前述D1及前述D2滿足前述式(4A)且滿足前述式(4B)。
5. 如請求項1之帽型鋼板樁，其中前述D1及前述D2滿足前述式(5A)且滿足前述式(5B)。
6. 如請求項1之帽型鋼板樁，其中前述一對 臂部各自中的前述寬度方向的外端部彼此之間的有效寬度W(mm)滿足式(6)，並且前述腹板部中的沿著寬度方向之與截面重心線朝向相反側的面，和前述臂部中的沿著寬度方向之與截面重心線朝向相反側的面之間的在前述平面視角下與前述寬度方向正交之截面高度方向的距離H(mm)滿足式(7)，876≦W≦932…(6)H≦400…(7)。
7. 如請求項1至6中任一項之帽型鋼板樁，其中距離L(mm)、距離H(mm)及距離C(mm)滿足式(8)，前述距離L(mm)是通過前述一對翼板部各自中的與前述截面重心線的第2交點，而分別正交於前述一對翼板部之垂直線彼此的第3交點，與前述截面重心線之間的距離，前述距離H(mm)是前述腹板部中的沿著寬度方向之與截面重心線朝向相反側的面，和前述臂部中的沿著寬度方向之與截面重心線朝向相反側的面之間的前述平面視角下與前述寬度方向正交之截面高度方向的距離，前述距離C(mm)是前述腹板部中的沿著寬度方向之與截面重心線朝向相反側的面和前述截面重心線之間的距離，L>H-C...(8)。

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