WO2010032485A1 - 鋼管矢板、鋼管矢板の継手構造、及び壁構造並びに鋼管矢板の引き抜き方法 - Google Patents

鋼管矢板、鋼管矢板の継手構造、及び壁構造並びに鋼管矢板の引き抜き方法 Download PDF

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WO2010032485A1
WO2010032485A1 PCT/JP2009/004753 JP2009004753W WO2010032485A1 WO 2010032485 A1 WO2010032485 A1 WO 2010032485A1 JP 2009004753 W JP2009004753 W JP 2009004753W WO 2010032485 A1 WO2010032485 A1 WO 2010032485A1
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WO
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joint
sheet pile
steel pipe
pipe sheet
leg
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/004753
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English (en)
French (fr)
Inventor
片山猛
赤星哲也
寺崎滋樹
栗山実則
Original Assignee
新日本製鐵株式会社
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Publication date
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Priority to JP2010529651A priority patent/JP4719315B2/ja
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/02Sheet piles or sheet pile bulkheads
    • E02D5/03Prefabricated parts, e.g. composite sheet piles
    • E02D5/04Prefabricated parts, e.g. composite sheet piles made of steel
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/02Sheet piles or sheet pile bulkheads
    • E02D5/03Prefabricated parts, e.g. composite sheet piles
    • E02D5/04Prefabricated parts, e.g. composite sheet piles made of steel
    • E02D5/08Locking forms; Edge joints; Pile crossings; Branch pieces

Definitions

  • the present invention relates to a steel pipe sheet pile, a joint structure of a steel pipe sheet pile, a wall structure, and a method for extracting a steel pipe sheet pile, which are used when building a structure such as a building structure or a civil engineering structure.
  • the steel pipe portion as the sheet pile main body in the steel pipe sheet pile has high rigidity. Therefore, when building a construction structure or civil engineering structure with a deep excavation depth, it is inserted into the ground so as to surround these construction places, and is temporarily installed. It is used as a member for constructing earth retaining walls.
  • the joint part in a steel pipe sheet pile has low rigidity compared with the steel pipe part as a sheet pile main body. For example, when constructing a steel earth retaining in a structure construction work by an open-cut method that has a water stoppage necessary for a temporary deadline, a steel pipe sheet pile that is stiffer than a steel sheet pile becomes deeper when the depth to the ground is deepened. Used.
  • Temporary earth retaining walls constructed by connecting steel pipe sheet pile joints and penetrating into the ground are temporary structures, but the steel pipe sheet piles constituting the piles are appropriately connected by welding. In some cases, it is a long steel pipe sheet pile and is deeply placed in the ground. That is, when the steel pipe sheet pile penetrates into the ground, the depth of placement becomes deeper. The lower end of the upper steel pipe sheet pile is joined sequentially to the upper end of the lower steel pipe sheet pile penetrated into the ground. A long steel sheet pile is inserted into the ground.
  • the long steel pipe sheet pile that penetrates into the ground as described above is a temporary member, but in order to pull out and remove, cut the vicinity of the welded part by the reverse procedure of the case where the steel pipe sheet pile penetrates. , Remove sequentially. Therefore, as with the placement, the removal is expensive.
  • the penetration depth of a steel pipe sheet pile is shallow, even if a steel pipe sheet pile can be pulled out and removed, if the penetration depth becomes deep, frictional resistance with the surrounding ground will increase, and extraction will become difficult.
  • the steel pipe sheet pile 40 used in the conventional joint coupling structure of the first example is a steel member having a T-shaped cross section on one outer side in the radial direction of the steel pipe sheet pile main body 1.
  • a male joint 36 is fixed. That is, the steel pipe sheet pile 40 has a pair of cross sections on the other outer side of the steel pipe sheet pile main body 1 and the male joint 36 in which the legs 35 in the steel member having a T-shaped cross section are fixed to the steel pipe sheet pile main body 1 made of steel pipe by welding.
  • An L-shaped steel female joint component piece 38 is provided so as to be opposed to each other at an interval and fixed to the steel pipe sheet pile main body 1 by welding.
  • the leg portion 35 having a T-shaped cross section is a single steel plate, and is a cantilever male joint 36 in which the base end portion of the leg portion 35 is fixed by welding. Therefore, the male joint 36 has a low bending rigidity, and it is difficult to increase the bending rigidity.
  • a male joint 36 having a T-shaped cross section is fitted into a female joint 4 comprising a pair of female joint constituting pieces 38 having an L-shaped cross section. Will be placed together.
  • FIG. 27A a male joint 36 having a T-shaped cross section
  • the steel pipe sheet pile 41 used in the conventional joint coupling structure of the second example is a steel member having a T-shaped cross section on one outer side in the radial direction of the steel pipe sheet pile main body 1.
  • the male joint 36 has the same structure as that of the first example, the bending rigidity is low and it is difficult to increase the bending rigidity. Further, as shown in FIG.
  • the steel pipe sheet pile 42 used in the conventional joint coupling structure of the third example is a steel pipe-like joint with slits on one outer side in the radial direction of the steel pipe sheet pile body 1.
  • a male-female joint 37 having a member fixed to a sheet pile main body 1 made of steel pipe by welding, and a male and female having a pipe-like joint member made of steel with a slit fixed to the steel pipe sheet pile main body 1 on the other outer side of the steel pipe sheet pile main body 1
  • a joint joint 37 is provided.
  • the base end portion of the joint 37 for both male and female, which is a steel pipe with a slit, is fixed to the sheet pile body 1 by welding.
  • the male / female joint 37 has a cantilever structure in which a joint piece extending in a circular arc shape from a welded portion on the base end side thereof extends long in a circular arc shape, so that the bending rigidity is low. Further, as shown in FIG. 29A, since the gap G of the slit is narrow, when the steel pipe sheet pile is pulled out, the steel pipe sheet pile may be displaced from a desired position (the center line of each joint 37 is indicated by a one-point difference line). ). As shown in FIGS. 29B to 29E, there is a possibility that the steel pipe-like joint 37 for both male and female contact with each other and the steel pipe-like joint 37 for slit male and female joint may be damaged.
  • a steel pipe sheet pile includes a sheet pile main body made of a steel pipe, a first joint provided on an outer surface of the sheet pile main body along a longitudinal direction of the sheet pile main body, and the outer surface of the sheet pile main body.
  • a second joint provided along the longitudinal direction of the sheet pile main body on the opposite side of the first joint, and the first and second joints are respectively a joint main body and a front surface of the sheet pile main body.
  • Each of the first and second leg portions is fixed to the sheet pile main body, extends to the first joint along the longitudinal direction of the sheet pile main body, and is closed in one end in the longitudinal direction. Is provided along the longitudinal direction of the sheet pile main body, the longitudinal direction of the second joint A second space portion having one end closed is provided, and the first and second legs of the first joint that partitions the first space portion, and the second joint that partitions the second space portion.
  • the first and second leg portions are provided with first injection holes for injecting pressurized water outward from the first and second space portions.
  • the first space portion is surrounded by the joint body, the first joint including the first and second legs, and the sheet pile body, The two space portions may be surrounded by the joint body, the second joint including the first and second legs, and the sheet pile body.
  • the first space portion includes the joint body, the first joint including the first and second leg portions, and the first joint portion included in the first joint portion.
  • the second space portion is surrounded by the connection portion of the second leg portion, and the second space portion is included in the joint body, the first joint including the first and second leg portions, and the second joint portion. You may be surrounded by the connection part of the 1st, 2nd leg part.
  • a nozzle may be provided in the first injection hole.
  • a plurality of the first injection holes may be provided in the leg portion at intervals in the longitudinal direction of the joint.
  • the first injection hole is provided so as to be inclined so that an exit thereof is closer to the outer surface of the sheet pile body outside the leg portion than the entrance. Also good.
  • an engaging portion for positioning including a concave portion or a convex portion continuous in the longitudinal direction is provided on the inner peripheral surface of the first space portion and the second space portion, respectively. It may be provided.
  • each of the first and second joints may be a joint having an H-shaped cross section.
  • the steel pipe sheet pile joint structure according to the second aspect of the present invention is such that the steel pipe sheet pile according to (1) is fitted with the first joint of one steel pipe sheet pile and the second joint of another steel pipe sheet pile.
  • the first joint is provided outside the fitting fitting portion of the first joint, rather than the dimension between the inner sides of the second convex portions provided to be opposed to the inside of each side plate of the second joint.
  • the dimension between 1 convex part outer side surfaces is made small.
  • the second convex portion provided to face the inner side of each side plate of the second joint is provided on the proximal end side of the side plate
  • the first convex portion provided on the outer side of the joint fitting portion of the first joint is provided from a central portion of the flange of the first joint, and the second convex portion of the second joint and the first joint of the first joint. You may isolate
  • the first convex portion of the first joint and the second convex portion of the second joint are intermittent in the longitudinal direction of the joint. It may be provided in a staggered pattern.
  • the joint body of the first and second joints may be a pipe-like joint body having a slit along the longitudinal direction of the joint.
  • the joint body may be provided with a second injection hole for injecting high-pressure water into the joint fitting.
  • the wall structure of one aspect of the present invention is configured by fitting a plurality of steel pipe sheet piles according to (1).
  • a friction reducing material may be provided on a surface of the steel pipe sheet pile.
  • the leg portion may be a reinforcing leg portion that is installed across the joint body and the sheet pile body and reinforces the joint.
  • the method of pulling out the steel pipe sheet pile according to the first aspect of the present invention is a method of pulling out the steel pipe sheet pile according to (1) from the ground, and supplying pressurized water to the first and second space parts, The step of injecting pressurized water toward the outside of the first and second space portions through the first injection holes, and reducing the friction between the steel pipe sheet pile and the ground by the injection of the pressurized water, the steel pipe sheet pile And a step of pulling upward.
  • the method of pulling out the steel pipe sheet pile according to the second aspect of the present invention is a method of pulling out the steel pipe sheet pile according to (1) from the ground, and inserting a pressurized water supply pipe into the first and second space portions.
  • each joint of a steel pipe sheet pile has a front leg portion and a rear leg portion spaced apart, and the base end portion of each leg portion is fixed to the sheet pile body by welding.
  • each joint is fixed to the sheet pile body. Therefore, compared with the conventional joint structure, the rigidity of the joint such as the tensile strength in the vertical direction or the shear strength in the lateral direction (horizontal direction) can be remarkably increased.
  • the steel pipe sheet pile of this invention is equipped with the space part, The said space part is obstruct
  • the first injection hole is provided.
  • the first injection hole is inclined so that the outlet is closer to the outer surface side of the steel pipe sheet pile main body than the leg part, thereby loosening the ground near the outer surface of the steel pipe sheet pile, The friction between the sheet pile and the surrounding ground can be reduced and the resistance at the time of extraction can be reduced. Therefore, an excessive deformation force is not applied to the joint when the steel pipe sheet pile is pulled out.
  • the joint is provided with a leg part on the base end side and a joint body so as to be supported by the leg part.
  • a space part can be formed by the joint and the outer surface of a sheet pile main body, or a space part can be formed by a connection part between a leg part and a joint main body, or a leg part, utilizing a leg part effectively.
  • the space portion can be formed without affecting the joint body, and the first injection hole can be easily formed in the leg portion. Can do.
  • a positioning engaging portion consisting of a concave portion or a convex portion continuous in the longitudinal direction is provided on the inner peripheral surface of the space portion of the steel pipe sheet pile, the pipe is connected to the high pressure water supply pipe disposed in the space portion.
  • each joint includes a leg and a joint body provided integrally with each leg, so that the joint has a simple structure and has rigidity such as vertical tensile strength and lateral shear strength.
  • the steel pipe sheet pile joint structure can be made high.
  • the joint can be manufactured at low cost by hot extrusion.
  • each joint when each joint is an H-shaped joint, it uses a commercially available H-section steel or assembling-type H-section steel, and has a simple structure, vertical tensile strength, lateral shear strength, etc. It can be set as the joint structure of a steel pipe sheet pile with high rigidity.
  • the dimension between the convex part outer surfaces provided in the joint fitting part outer side of the 1st joint is made smaller than the dimension between the convex part inner sides provided so as to oppose the inner side of each side plate of the second joint.
  • each joint has a structure having reinforcing leg portions on both sides of a pipe-like joint body with slits
  • a steel pipe sheet pile having pipe-like joints with commercially available slits is used as front and rear legs.
  • a steel pipe sheet pile having a highly rigid joint structure such as a tensile strength in the vertical direction and a shear strength in the horizontal direction can be provided by simply fixing the steel plates provided with the first injection holes by welding.
  • the joint body is provided with a second injection hole for injecting high-pressure water into the joint fitting, the friction of the joint fitting portion is reduced or the friction between the joint and the surrounding ground is reduced. Can be reduced. Therefore, not only can the steel pipe sheet pile be pulled up more easily, but also the burden due to friction of the joint can be reduced, and damage to the joint can be reduced. According to the wall structure of the present invention, even a steel pipe sheet pile placed at a deep depth for temporary installation can be easily pulled out and collected without reducing the frictional resistance with the surrounding ground without damaging the joint. Can do.
  • high-pressure water can be injected from the first injection hole provided in the reinforcing leg, and the frictional force between the steel pipe sheet pile and the surrounding ground can be significantly reduced.
  • high-pressure water is supplied to the space provided in the steel pipe sheet pile, from the first injection hole to the outer surface side of the sheet pile main body. High-pressure water is sprayed toward the steel pipe sheet pile to reduce friction between the steel pipe sheet pile and the ground, and the steel pipe sheet pile is pulled up.
  • the high pressure water supply pipe is inserted and arranged in the space provided in the steel pipe sheet pile, and the nozzle of the high pressure water supply pipe is arranged.
  • the high-pressure water injected from the nozzle of the high-pressure water supply pipe passes through the first injection hole provided in the leg, High-pressure water is jetted toward the outer surface to reduce the friction between the steel pipe sheet pile and the ground, and the steel pipe sheet pile is pulled up. Therefore, even if it is a steel pipe sheet pile placed at a deep depth in the ground, the friction between the steel pipe sheet pile and the ground can be reduced to reduce the pulling resistance, and the steel pipe sheet pile can be easily damaged without damaging the steel pipe sheet pile. Can be pulled out.
  • FIG. 10A is a plan view showing a male joint and a female joint used in the joint coupling structure shown in FIG.
  • FIG. 10B is a plan view showing a male joint and a female joint used in the joint connection structure shown in FIG. 9.
  • FIG. 13A is a plan view showing a male joint and a female joint used in the joint coupling structure shown in FIG.
  • FIG. 13B is a plan view showing a male joint and a female joint used in the joint coupling structure shown in FIG.
  • FIG. 13B is a plan view showing a male joint and a female joint used in the joint coupling structure shown in FIG.
  • FIG. 13B is a top view which shows the connection state of the steel pipe sheet piles of 3rd Embodiment of this invention.
  • 16A is a plan view showing a male joint and a female joint used in the joint coupling structure shown in FIG. 16B is a plan view showing a male joint and a female joint used in the joint coupling structure shown in FIG.
  • It is a top view which shows the connection state of the steel pipe sheet piles of 4th Embodiment of this invention. It is a top view which shows the connection state of the steel pipe sheet piles of 5th Embodiment of this invention. It is a top view which expands and shows the coupling fitting part vicinity of FIG. It is a top view which expands and shows the joint fitting part vicinity using the steel pipe sheet pile of 6th Embodiment of this invention.
  • FIG. 24A is a longitudinal side view showing an example of a hole shape in the joint.
  • FIG. 24B is a longitudinal side view showing a form in which a check valve is provided in a hole in the joint.
  • FIG. 24C is a longitudinal side view showing the shape of the hole in which the inner side surface on one side of the hole is inclined so as to intersect the hole axis and the inner side surface on the opposite side is provided in parallel. It is a cross-sectional top view which shows the state which inserted and arranged the pipe for high pressure water supply in the joint part in the joint connection structure of the steel pipe sheet piles of 8th Embodiment of this invention. It is a cross-sectional top view which expands and shows the joint fitting part in the earth retaining wall for temporary use using the steel pipe sheet pile of 9th Embodiment of this invention.
  • FIG. 27A is a cross-sectional plan view showing a first example of a conventional joint coupling structure.
  • FIG. 27B is a cross-sectional plan view showing a state in which the position of the steel pipe sheet pile of the conventional joint connection structure shown in FIG. 27A has changed.
  • FIG. 27C is a cross-sectional plan view showing a state in which the position of the steel pipe sheet pile of the conventional joint connection structure shown in FIG. 27A has changed.
  • FIG. 27D is a cross-sectional plan view showing a state in which the position of the steel pipe sheet pile of the conventional joint connection structure shown in FIG. 27A has changed.
  • FIG. 28A is a cross-sectional plan view showing a second example of a conventional joint connection structure.
  • FIG. 28B is a cross-sectional plan view showing a state in which the position of the steel pipe sheet pile of the conventional joint connection structure shown in FIG. 28A has changed.
  • FIG. 28C is a cross-sectional plan view showing a state in which the position of the steel pipe sheet pile of the conventional joint connection structure shown in FIG. 28A is changed.
  • FIG. 28D is a cross-sectional plan view showing a state in which the position of the steel pipe sheet pile of the conventional joint connection structure shown in FIG. 28A has changed.
  • FIG. 29A is a cross-sectional plan view showing a third example of a conventional joint coupling structure.
  • FIG. 29B is a cross-sectional plan view showing a state in which the position of the steel pipe sheet pile of the conventional joint connection structure shown in FIG. 29A has changed.
  • FIG. 29C is a cross-sectional plan view showing a state in which the position of the steel pipe sheet pile of the conventional joint connection structure shown in FIG.
  • FIG. 29A has changed.
  • FIG. 29D is a cross-sectional plan view showing a state in which the position of the steel pipe sheet pile of the conventional joint coupling structure shown in FIG. 29A has changed.
  • FIG. 29E is a cross-sectional plan view showing a state in which the position of the steel pipe sheet pile of the conventional joint connection structure shown in FIG. 29A has changed.
  • FIG. 1 shows an enlarged joint fitting portion in a temporary retaining wall using the steel pipe sheet pile according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view which shows the steel pipe sheet pile 2 of 1st Embodiment of this invention.
  • the steel pipe sheet pile 2 includes a sheet pile main body 1 made of a steel pipe, a male joint (first joint) 3, and a female joint (second joint) 4.
  • the male joint 3 is provided along the longitudinal direction of the sheet pile main body 1 on the left side of the sheet pile main body 1 erected in the vertical direction in FIG. 2, and the female joint 4 is also formed on the right side of the sheet pile main body 1 in FIG. It is provided along the longitudinal direction of the sheet pile main body 1.
  • the male joint 3 and the female joint 4 are provided so as to protrude from the outer surface 14 of the sheet pile main body 1.
  • Each joint 3, 4 includes two legs 5 on the front side and the rear side, respectively.
  • the base end part of the leg part 5 is being fixed to the steel pipe sheet pile main body 1 by welding along the longitudinal direction.
  • the front side leg part (first leg part) 5 and the rear side leg part (second leg part) 5 are arranged on the male joint side of the steel pipe sheet pile 2 that is placed adjacent to each other. It is inclined so as to approach (that is, toward the distal end side of the female joint 4), and the interval between the leg portions 5 on the proximal end side is increased.
  • a female joint fitting portion 6A as a female joint body provided with a pair of side plates 7 and a groove bottom plate 8 is provided at the front end portion of the leg portion 5 in the female joint 4, and the side plates 7 are respectively provided with the front leg portion 5 and the rear portion. It is integrally provided so that it may become the same inclined surface as the leg part 5 of the side.
  • the female joint fitting portion 6A as the female joint body has a cross-sectional groove shape.
  • the base end portion of each side plate 7 is integrally connected to each leg portion 5 by a groove bottom plate 8. Lips 9 projecting so as to approach each other are provided at the front end portions of the side plates 7 facing each other at an interval so as to prevent the male joint from coming out.
  • the inner surface of each side plate 7 in the female joint fitting portion 6A as the female joint body is perpendicular to the groove bottom plate 8 so that the fitting space is not narrowed regardless of the inclination of the side plate.
  • the front leg portion 5 and the rear leg portion 5 are directed toward the female joint side of the steel pipe sheet pile 2 placed adjacent to each other (that is, on the distal end side of the male joint 3). It is inclined so as to approach, and the interval between the leg portions 5 on the proximal end side is widened.
  • a male joint fitting portion 6 ⁇ / b> B as a male joint body including a flange 10, a bottom plate 11, and a web 12 is integrally provided at the distal end portion of the leg portion 5 in the male joint 3.
  • the distal end portion of the male joint fitting portion 6 ⁇ / b> B as the male joint body has a T-shaped cross section including the flange 10 and the web 12, and is integrally connected together with the bottom plate 11.
  • the gap between the side surface of the web 12 in the T-shaped section and the tip of the lip 9 in the female joint 4 is greater than the gap between the end of the flange 10 in the male joint 3 and the inner surface of the side plate 7 in the female joint 4.
  • the male joint 3 is prevented from being detached from the female joint 4 after the joint fitting margin is increased.
  • the inner dimension of the bottom plate 11 in the male joint 3 and the lip 9 in the female joint 4 is secured about 2.0 to 3.0 times the thickness of the flange 10, and the joint fitting in the longitudinal direction of the wall body is ensured.
  • the margin has been increased.
  • the flange 10 of the male joint 3 or the groove bottom plate 8 of the female joint 4 is appropriately provided with a water-swellable water-stopping material (or water-swellable water-stopping material) 13 so as to stop water between the joints.
  • a water-swellable water-stopping material or water-swellable water-stopping material 13
  • the water-swelling water-stopping material for example, a water-stopping material with a synthetic resin elastomer as a water-stopping material base, a highly water-absorbing polymer, a filler, a solvent, etc., and a fluidized water-stopping material. It is good to use what becomes an elastic hard film when it is naturally dried. In addition, when this hard coating film is immersed in water, what expand
  • the female joint 4 and the male joint 3 as described above can be manufactured at low cost when a steel material is manufactured by hot extrusion molding.
  • each of the joints 3 and 4 is provided with a leg 5 on the front side and a leg 5 on the rear side at an interval, and the base ends of the legs 5 and 5 are respectively steel pipes.
  • the joints 3 and 4 are fixed to the sheet pile main body 1 by being fixed to the sheet pile main body 1 by welding.
  • the base ends of the front and rear legs 5 of the joints 3 and 4 are fixed to the steel pipe sheet pile main body 1 by welding, so that the joints 3 and 4 are firmly fixed to the steel pipe sheet pile main body 1.
  • the bending rigidity of the attachment portions of the joints 3 and 4 to the steel pipe sheet pile main body 1 is increased.
  • the space portion (first or second space portion) is surrounded by the female joint fitting portion 6A or the male joint fitting portion 6B as the joint body, the leg portion 5, and the outer surface 14 of the steel pipe sheet pile body 1. ) 15 is formed.
  • the space portion 15 is closed by a closing plate 18 (see FIG. 2) on the distal end side in the longitudinal direction of the joint, and holes (first injection holes) are formed in the leg portions 5 and 5 toward the outer surface side of the steel pipe sheet pile main body 1.
  • ) 16 are provided symmetrically.
  • the hole 16 penetrates the leg portion 5 and communicates the space portion 15 and the outside of the steel pipe sheet pile 2 in order to inject pressurized water outward from the space portion 15.
  • the holes 16 may be used to jet high pressure water directly from that part.
  • a high-pressure water supply pipe 17 (see FIG. 6) is arranged in the space 15, and on the outer surface side of the steel pipe sheet pile main body 1 through a nozzle provided in the high-pressure water supply pipe 17 and a hole 16 provided in the joint. High pressure water may be jetted toward it.
  • the hole 16 may be provided with a nozzle for controlling the injection direction and strength of the high-pressure water.
  • the hole 16 is provided so as to be inclined so that the exit from the entrance approaches the outer surface 14 side of the steel pipe sheet pile main body 1 outside the leg portion 5. Thereby, high pressure water can be injected toward the outer surface of the steel pipe sheet pile main body 1 outside the leg part 5.
  • each of the joints 3 and 4 includes a leg portion 5 on the base end side, and a joint fitting portion (a female joint fitting portion 6A, a male joint fitting portion 6B) so as to be supported by the leg portion 5. ) Is formed.
  • the space portion 15 is provided on the base end side of the joints 3 and 4, and since the space portion is not provided in the joint fitting portion on the distal end side of the joints 3 and 4, the joint fitting portion has a large structure.
  • the joints 3 and 4 have a compact and simple structure.
  • the holes 16 provided in the joints 3, 4 are provided at intervals below or below the steel pipe sheet pile 2.
  • a plurality of steel pipe sheet pile units are arranged in the vertical direction, and steel pipe sheet piles connected to each other by welding are driven into the ground and penetrated.
  • the steel pipe sheet pile unit positioned at the lower position is provided with holes 16 at intervals over the entire length thereof.
  • the holes 16 may be provided at intervals only in the lower part of the steel pipe sheet pile 2 or may be provided at intervals throughout.
  • the space part 15 is obstruct
  • the closing plate 18 is fixed to the steel pipe sheet pile main body 1, the leg portion 5, and the base end side of the joint fitting portion by welding. Thereby, from the front end side in the longitudinal direction of the joint (that is, the lower end side when the steel pipe sheet pile 2 is erected in the vertical direction), the steel pipe sheet pile main body 1, the leg part 5, and the base end side of the joint fitting part. It is possible to prevent earth and sand and water from entering the configured space portion 15.
  • FIG. 3 shows a state in which the steel pipe sheet pile 2 according to the first embodiment of the present invention is placed on the ground to form a temporary earth retaining wall (wall structure) 19.
  • FIG. A face is shown. From this state, normally, as shown in FIG. 23, the side wall of the retaining wall 19 is provided with a bellows 46 and a supporting beam 47 between the bellows 46, and one side is cut into a dry state, Structures such as road tunnels are built.
  • a coupler 20 is appropriately provided at the upper end of the space 15 of the female joint 4 or the male joint 3 to supply the coupler 20 with high-pressure water.
  • a pipe (or high pressure water supply hose) 17 is connected. High pressure water is supplied from the high pressure water supply pipe 17 to the space 15, and the high pressure water is jetted from the hole 16 toward the outer surface 14 of the steel pipe sheet pile main body 1.
  • a high-pressure water supply pipe 17 may be provided in the joint body.
  • the high-pressure water supply pipe 17 is provided with nozzles at the same intervals as the holes 16 provided in the joint.
  • the high-pressure water supplied from the high-pressure water supply source (not shown) to the high-pressure water supply pipe 17 is From the nozzle of the high-pressure water supply pipe 17, it is injected toward the outer surface 14 of the steel pipe sheet pile main body 1 through the hole 16 of the joint.
  • FIGS. 10A and 10B are plan views showing a male joint and a female joint used in the joint connection structure shown in FIG. 9, and FIG. It is a top view which shows the connection state of the steel pipe sheet piles of 2nd Embodiment.
  • a concave portion 27 is provided on the distal end side of the flange 10 in the male joint 3, and the water-expandable water stop material 13 is installed in the concave portion 27.
  • the water-expandable water-stopping material 13 can be reliably applied before placing the steel pipe sheet pile, and the necessary amount can be arranged, and peeling and dropping at the time of steel pipe sheet pile placement can be prevented.
  • the water stop effect by the water-swellable water stop material can be enhanced.
  • Other constituent members are the same as those in the above-described embodiment.
  • FIGS. 12 to 14 show the vicinity of the joint in the joint connection structure between the steel pipe sheet pile 2 and the steel pipe sheet pile according to the third embodiment of the present invention.
  • 12 is an enlarged plan view showing the joint connection structure
  • FIGS. 13A and 13B are plan views showing a male joint and a female joint used in the joint connection structure shown in FIG. 12, and
  • FIG. It is a top view which shows the connection state of the steel pipe sheet piles of 3rd Embodiment.
  • the distance between the leg portions 5 of the male joint 3 and the female joint 4 is wider than that of the first embodiment, so that the width is widened.
  • the tensile strength of the perpendicular direction in the standing steel pipe sheet pile 2 of the male joint 3 and the female joint 4 the shear strength of the horizontal direction in the standing steel pipe sheet pile 2, and bending rigidity are improved.
  • the recessed part 27 is provided deeper than the case of 2nd Embodiment in the front end side of the flange 10 in the male joint 3, and the water-expandable water stop material 13 is installed in the recessed part 27.
  • a semicircular convex portion 30 that protrudes toward the male joint 3 side is provided along the longitudinal direction of the joint 4. .
  • the water stop effect by a water expansible water stop material is further heightened.
  • the convex part 30 which protrudes toward the recessed part 27 is provided, the water stop by the water-expandable water stop material 13 can be improved.
  • Other constituent members are the same as those in the above-described embodiment.
  • FIGS. 16A and 16B are plan views showing a male joint and a female joint used in the joint connection structure shown in FIG. 15, and FIG. It is a top view which shows the connection state of the steel pipe sheet piles of 4th Embodiment.
  • the leg portions 5 of the female joint 4 and the male joint 3 are partly formed in an arc shape, and the leg portions 5 are integrally connected by the connecting portion 24.
  • Each of the female joint 4 and the male joint 3 has a circular cross section between the leg portions 5 by a joint body (female joint fitting portion 6A, male joint fitting portion 6B), a leg portion 5 and a connecting portion 24.
  • a space portion 15 is formed.
  • the bottom plate 11 in the male joint 3 has an arc shape.
  • the inner side of the side plate 7 in the female joint 4 has an arc shape, and the inner peripheral surface on the space portion 15 side of the groove bottom plate 8 has an arc shape.
  • the high pressure water supply pipe can be easily suspended from the ground in the space section 15 having a circular cross section.
  • FIG. 18 and 19 show the vicinity of the joint in the joint connection structure between the steel pipe sheet pile 2 and the steel pipe sheet pile according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a plan view showing a connection state of steel pipe sheet piles according to a fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 19 is an enlarged plan view showing a joint connection structure.
  • a steel material having an H-shaped cross section such as an H-shaped steel is used as the female joint 4 and the male joint 3.
  • One half of each flange in the steel material having an H-shaped section is used as a leg portion 5 in the female joint 4 and is fixed to the steel pipe sheet pile main body 1 by welding. Further, the remaining half of each flange in the steel material having an H-shaped cross section is used as a side plate 7 in the female joint 4.
  • the web in the steel material having an H-shaped cross section is defined as a groove bottom plate 8 in the female joint 4.
  • a continuous or intermittent steel plate is fixed by welding to form an inner convex portion (second convex portion) 28.
  • the shape of the inner convex portion 28 is not particularly limited, and may be a square section, a rectangular section, or a circular section.
  • each flange in the steel material having an H-shaped cross section is used as a leg portion 5 in the male joint 3, and is fixed to the steel pipe sheet pile main body 1 by welding. Further, the remaining half of each flange in the steel material having the H-shaped cross section is used as the flange 10 of the male joint fitting portion 6B.
  • the web in the steel material having an H-shaped cross section is a bottom plate 11 in the male joint 3.
  • a continuous or intermittent steel plate is fixed by welding to the distal end side (or the outer side) of the flange 10 of the male joint fitting portion 6B in the male joint 3, and the outer convex portion (first convex portion) 29 is formed. Forming.
  • the tip of the outer protrusion 29 protrudes outward in the wall thickness direction of the wall body from the flange 10, and is positioned closer to the wall thickness center side of the retaining wall 19 than the inner protrusion 28.
  • the dimension between the outer ends is made smaller than the inner dimension of the side plate 7 of the female joint 4, and a fitting part structure having a high fitting margin is formed.
  • the steel pipe sheet pile 2 can be moved freely in the normal direction (direction in which the wall is constructed) that is a straight line connecting the joint centers and the steel pipe center. The degree of freedom when pulling out is high, and pulling out becomes easy.
  • the water-expandable water stop material 13 may be provided on the outer surface of the male joint 3 with respect to the outer convex portion 29.
  • the water-expandable water-stopping material 13 may be provided on the inner surface of the female joint 4 on the base side with respect to the inner convex portion 28.
  • water stop between the male joint 3 and the female joint 4 is achieved.
  • the male joint 3 is smaller than the dimension T between the inner projections 28 inside the female joint 4 by making the dimension t between the outer projections 29 outside the male joint 3 smaller than the male joint 4. 3 is loosely loosely fitted.
  • each of the convex portions 29 provided on the outer side of the joint fitting portion of the male joint 3 is larger than the dimension T between the inner sides of the convex portions 28 provided so as to face the inner side of each side plate 7 of the female joint 4.
  • the dimension t between the outer side surfaces is reduced, when the steel pipe sheet pile 2 is pulled out, sufficient play for moving the steel pipe sheet pile 2 in the left-right direction or the front-rear direction is generated in the joint fitting portion of the steel pipe sheet pile 2. The degree of freedom when pulling out 2 can be ensured.
  • the dimension t between the outer protrusions 29 in the male joint 3 may be larger than the distance dimension T between the inner protrusions 28 in the female joint 4.
  • the outer convex portion 29 and the inner convex portion 28 can be engaged with each other in a non-detachable manner, and sufficient strength for fitting in the direction from the male joint 3 to the female joint 4 can be secured. Water stop between the male joint 3 and the female joint 4 by the inflatable water stop material 13 is also possible.
  • FIG. 20 shows a steel pipe sheet pile 2 according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the attachment positions of the inner convex portion 28 in the female joint 4 and the outer convex portion 29 in the male joint 3 are provided closer to the base end side than in the fifth embodiment shown in FIG.
  • the inner convex portion 28 is fixed by welding near the center of each side plate 7 in the female joint 4
  • the outer convex portion 29 is fixed by welding from the bottom plate 11 of each flange 10 in the male joint 3. is doing.
  • the outer convex portion 29 in the male joint 3 is on the back side (that is, the female joint 4 of the female joint 4). It is located not on the base end side) but on the near side of the inner convex portion 28 in the female joint 4 (that is, on the base end side of the male joint 3). In this configuration, the joints can be easily pulled out.
  • the water-expandable water-stopping material 13 is provided on the distal end side of the inner protrusion 28 in the female joint 4, and the water-expandable water-stopping material 13 is provided on the outer surface of the distal end side of the outer protrusion 29. .
  • the convex portion 28 provided so as to face the inner side of each side plate 7 of the female joint 4 is provided on the base end side of the side plate 7, and the outer side of the joint fitting portion of the male joint 3.
  • the convex portion 29 provided on the male joint 3 is provided from the center portion of the flange 10 of the male joint 3, and is separated so that the convex portion 28 on the female joint side and the convex portion 29 on the male joint side do not engage with each other.
  • the convex portion 28 on the female joint 4 side and the convex portion 29 on the male joint 3 side do not come into contact with each other, it is not difficult to pull out due to the mutual interference between the convex portions 28 and 29. Further, the degree of freedom when the steel pipe sheet pile 2 is pulled out is remarkably improved and the drawing is facilitated.
  • FIG. 21 the joint fitting part vicinity using the steel pipe sheet pile of the modification of this embodiment is shown.
  • the outer convex portion 29 or the inner convex portion 28 is provided intermittently.
  • the inner convex portion 28 and the outer convex portion 29 are arranged in a staggered manner with an interval in the vertical direction. In this way, when the outer convex portions 29 are provided in a staggered manner at intervals in the vertical direction with respect to the inner convex portion 28, the inner convex portion 28 is engaged with the outer convex portion 29 when the steel pipe sheet pile 2 is pulled out. Since the ratio of the mating is reduced and the inner convex portion 28 and the outer convex portion 29 are not engaged in the initial stage of extraction, the extraction is facilitated.
  • FIG. 22 shows a cross-sectional plan view of a joint according to a seventh embodiment of the present invention including a reinforcing leg and a fitting connection part between the joints.
  • a pipe-shaped joint steel pipe 33 having a slit along the longitudinal direction is fixed to the steel pipe sheet pile main body 1 by welding.
  • reinforcing leg portions 5 made of strip-shaped steel plates connected to the outer surface of the intermediate portion of the short arc-shaped piece 32 and the outer surface of the steel pipe sheet pile main body 1 in each pipe-shaped joint steel pipe 33 with slits are arranged.
  • each reinforcing leg 5 is fixed to a short or long arcuate piece by welding, and the other end is fixed to the outer surface of the steel pipe sheet pile main body 1 by welding. Thereby, the leg part 5 functions as a cane.
  • a space 15 is formed by the reinforcing leg 5, the short arc-shaped piece 32 (or the long arc-shaped piece 31 described later), and the outer surface of the steel pipe sheet pile main body 1.
  • the joint steel pipe 33 forms a joint fitting portion as a joint body.
  • the vicinity of the central portion of the long arc-shaped piece 31 and the vicinity of the distal end portion of the short arc-shaped piece 32 are respectively connected to the reinforcing leg portions 5.
  • the overhang length of the front end side of the long arcuate piece 31 is shortened, so that the rigidity of each arcuate piece is increased.
  • the reinforcing leg 5 is provided on the base end side of each arcuate piece, so that the base end side of each arcuate piece is reinforced.
  • the reinforcing leg 5 since the reinforcing leg 5, the base end side of the arc-shaped piece, and the steel pipe sheet pile main body 1 of the part surrounded by these form a substantially triangular shape, the rigidity of this part Has been increased.
  • the hole 16 for injecting high-pressure water toward the outer peripheral surface of the steel pipe sheet pile main body 1 is provided in each reinforcement leg part 5 at intervals in the up-down direction.
  • the water-expandable water-stopping material 13 is expanded to provide a water-stop function. It can be demonstrated.
  • the steel pipe sheet pile self-weight is about 3 kN per 1 m of the length of the steel pipe sheet pile.
  • the frictional resistance force with the peripheral ground is assumed to be normal soft clay ground, and assuming that the adhesion force is 20 kN / m 2 , the steel pipe sheet pile is about 60 kN per meter length, 20 times.
  • the frictional resistance with the peripheral ground occupies most of the pulling resistance of the steel pipe sheet pile. In order to reduce the damage of the joint of the steel pipe sheet pile and make it recyclable, it is important not to apply a force that causes excessive deformation to the joint, and therefore it is essential to reduce the pull-out resistance.
  • the frictional resistance force between the steel pipe sheet pile 2 and the surrounding ground 21 can be reduced, the force required to pull out the steel pipe sheet pile 2 can be greatly reduced.
  • Holes 16 are provided in the legs 5 at intervals in the vertical direction, and the ground of the surrounding ground 21 surrounding the outer surface of the steel pipe sheet pile 2 is loosened by injecting high-pressure water from the holes 16 toward the outer surface of the steel pipe sheet pile 2. The frictional resistance between the outer surface of the steel pipe sheet pile 2 and the surrounding ground 21 is reduced.
  • high-pressure water is supplied to the space 15
  • the injection force of the high-pressure water injected from the hole 16 positioned at the lower position when the sheet pile 2 is erected in the vertical direction is higher than when the sheet pile 2 is erected in the vertical direction.
  • a rubber check valve 22 a having a cut 22 b or a normal check valve that applies a spring pressure to a metal spherical valve body and presses it against the valve seat may be installed.
  • the check valve 22 may be attached to the legs 5 of the joints 3 and 4 before attaching the joints 3 and 4 or the legs 5 to the sheet pile main body 1. If the valve opening pressure of the check valve 22 is increased as the check valve is installed at a lower level in the vertical direction (that is, the vertical direction when the sheet pile 2 is erected), all the holes 16 in the vertical direction are set. High pressure water can be injected simultaneously. If the valve opening pressures of all the check valves in the vertical direction are made constant, high pressure water having a higher injection pressure can be injected to the holes 16 located at the lower side.
  • FIG. 25 shows a state in which a high-pressure water supply pipe is inserted and arranged in a joint in the joint connection structure between steel pipe sheet piles according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the difference between the joint connecting structure of this embodiment and the joint connecting structure shown in FIG. 15 is that, in the embodiment shown in FIG. 25, the inner peripheral surface of each arc-shaped leg portion 5 of the male joint 3 is continuous in the vertical direction.
  • the positioning engaging portion 23 formed of the recessed groove 25 is symmetrically provided continuously in the vertical direction.
  • the positioning engaging portion 23 may be a continuous convex portion.
  • a concave groove is formed in the high-pressure water supply pipe that engages with the joint. That is, in this embodiment, a concave portion continuous in the longitudinal direction on the inner peripheral surface of the space portion 15 surrounded by the joint fitting portion 6A or 6B as the joint body, the leg portion 5 and the connecting portion 24 between the leg portions, or A positioning engaging portion 23 made of a convex portion is provided.
  • the number of the recessed grooves 25 as the positioning engaging portions 23 may be one or more. For example, three or four grooves may be provided at equal intervals.
  • the cross-sectional form of the concave groove 25 as the positioning engaging portion 23 is not particularly limited, and may be a semicircular groove or a rectangular groove.
  • convex portions 26 are provided symmetrically on the outer peripheral surface of the high-pressure water supply pipe 17 inserted into the space portion 15.
  • the nozzle is provided in the high-pressure water supply pipe 17 and the leg portion 5 is provided.
  • the hole can be installed without shifting in the circumferential direction of the pipe 17. Therefore, when the pipe 17 is inserted, the nozzle provided in the high-pressure water supply pipe 17 and the hole provided in the leg portion 5 can be matched with a predetermined position if only the vertical direction is accurately aligned. it can.
  • the position of the hole 16 provided in the leg part 5 by the side of a steel pipe sheet pile can be grasped
  • the joint body is surrounded by the female joint fitting portion 6A or the male joint fitting portion 6B, the leg portion 5 and the steel pipe sheet pile body 1 as the joint body.
  • at least one, preferably two positioning engaging portions 23 formed of concave grooves or convex portions continuous in the vertical direction may be provided on the inner peripheral surface of the space portion 15. In this case, since the high pressure water supply pipe 17 can be suspended from the ground and water pressure is not applied to the space portion 15, the welding of the leg portion 5 does not require high quality.
  • the N value of the surrounding ground is 50 A cutting depth of about 700 mm can be obtained for very hard ground.
  • the pipe diameter of the steel pipe sheet pile main body 1 is, for example, 700 mm to 16000 mm in diameter.
  • the range in which the adhesion between the steel pipe sheet pile 2 and the ground needs to be reduced by the high-pressure water sprayed from the holes 16 arranged in one row is 1/4 of the circumference of the steel pipe sheet pile main body 1 and is about 550 to 1250 mm. It is sufficient if there is a reachable distance of the jet water.
  • 1/4 of the circumferential length of the steel pipe sheet pile main body 1 is about 700 mm, and the high pressure water reaches the vicinity of the center of the outer surface of the steel pipe sheet pile main body 1 at a cutting depth of about 700 mm. Can do.
  • the ground near the outer peripheral surface of the steel pipe sheet pile main body 1 can be loosened to reduce the adhesion between the steel pipe sheet pile 2 and the ground, and the frictional resistance at the time of drawing can be greatly reduced, and the steel pipe sheet pile 2 can be pulled out. It becomes easy.
  • the pull-out force by reducing the pull-out force, the deformation of the steel pipe main body is reduced, and the deformation force acting on the joint can be greatly reduced, so that the deformation of the joint is reduced and the repair work can be greatly reduced. Therefore, it is not necessary to spend a large cost for the drawing work and the repair work after the drawing, and the steel pipe sheet pile 2 can be recycled economically.
  • the injection pressure is appropriately set by design according to the strength of the ground.
  • the inclination angle of the hole 16 with respect to the steel pipe sheet pile main body 1 is appropriately set in consideration of the pipe diameter of the steel pipe sheet pile main body 1.
  • a water-expandable water-stopping material is applied and formed in advance on the surface of the steel pipe sheet pile 2, it will absorb and absorb the moisture of the surrounding ground and reduce the frictional resistance with the ground after placing the ground. Can be easily pulled out.
  • the water-swellable water-stopping material can function as a friction reducing material.
  • the water-expandable water stop material applied to the surface of the sheet pile is expanded to function reliably as a friction reducing material. be able to.
  • both the front and rear grounds of the steel pipe sheet pile 2 are loosened, and the steel pipe sheet pile is provided. The frictional resistance of the ground with respect to both front and rear sides can be significantly reduced.
  • the coupler 20 is a connecting member for supplying high-pressure water and has a function of a lid so that pressure does not escape from above when supplying high-pressure water. Even when a steel-like member is welded as shown in FIG. Alternatively, although not shown, a combination of a steel pipe and a pressurized rubber-like packer may be used.
  • a high-pressure water supply pipe 17 is connected to the coupler 20.
  • High-pressure water is supplied from the high-pressure water supply pipe 17 to the space 15, high-pressure water is jetted from the holes 16 toward the outer surface of the steel pipe sheet pile main body 1, and the ground around the steel pipe sheet pile main body 1 and the joints 3 and 4 is formed. After being loosened, the steel pipe sheet pile main body 1 (and the joints 3 and 4) are pulled up in a state where the frictional resistance with the surrounding ground 21 is reduced.
  • the nozzle of the high pressure water supply pipe 17 is aligned with the position of the hole 16 provided in the leg portion 5.
  • the high-pressure water sprayed from the nozzle of the high-pressure water supply pipe 17 is passed through the hole 16 provided in the leg portion 5 and sprayed toward the outer surface side of the steel pipe sheet pile main body 1. Thereby, the friction with the steel pipe sheet pile 2 and the ground is reduced, and the steel pipe sheet pile 2 is pulled up as described above.
  • the steel pipe sheet pile portion located at the upper part is appropriately cut and removed.
  • the high pressure water supply pipe 17 is configured by appropriately connecting a plurality of high pressure water supply pipe units, the upper side is detached while the lower side is supported, and the upper steel pipe sheet pile portion is removed. All the steel pipe sheet piles are removed by sequentially repeating the operation of being connected again later.
  • the above-described pulling may be performed by installing and holding a plurality of clamps on the steel pipe sheet pile main body and lifting each clamp simultaneously with a crane.
  • the three-point pile driving machine having the plurality of clamps, the leader, and the hydraulic jack installed in the leader so that the position of the hydraulic jack can be adjusted. May be.
  • FIG. 26 shows an enlarged joint fitting portion in the temporary retaining wall using the steel pipe sheet pile 2 of the ninth embodiment.
  • a hole (second injection hole) 44 communicating with the space 15 of the female joint 4 and the groove of the female joint fitting portion 6 ⁇ / b> A is provided in the groove bottom portion 8 of the female joint 4.
  • two holes ( (Second injection hole) 45 is provided in order to allow the bottom plate 11 in the male joint 3 to communicate with the space 15 of the male joint 3 and the space around the web 12 in the male joint fitting portion 6B.
  • two holes (Second injection hole) 45 is provided in order to allow the bottom plate 11 in the male joint 3 to communicate with the space 15 of the male joint 3 and the space around the web 12 in the male joint fitting portion 6B.
  • two holes (Second injection hole) 45 is provided in order to allow the bottom plate 11 in the male joint 3 to communicate with the space 15 of the male joint 3 and the space around the web 12 in the male joint fitting portion 6B.
  • the high-pressure water supplied to the space 15 of the female joint 4 or the male joint 3 or the high-pressure water supply arranged in the space 15 of the female joint 4 or the male joint 3 is the same as in the above embodiment.
  • High-pressure water supplied to the working pipe is injected from the holes 44 and 45.
  • the vertical spacing of the holes 44 provided in the female joint 4 and the vertical spacing of the holes 45 provided in the male joint 3 may be the same as the vertical spacing of the holes 16 provided in the legs 5 of the female joint 4 or the male joint 3. Good. However, it is desirable that the positions be shifted in the vertical direction because the cross-sectional defect of the joint portion at the same horizontal position is reduced. Note that the injection direction of the holes 16 provided in the legs 5 of the female joint 4 or the male joint 3 and the injection directions of the holes 44 and 45 provided in the female joint 4 or the male joint 3 may be horizontal, upward or downward. You may inject it.
  • the water used for the high-pressure water may be not only tap water but also a fluid mixed with a friction reducing material.
  • the steel pipe sheet pile main body 1 may be a circular steel pipe in cross section or a square steel pipe in cross section.
  • the rigidity such as the tensile strength in the vertical direction or the shear strength in the horizontal direction (horizontal direction) of the joint can be remarkably increased.
  • high-pressure water is injected from the first ejection hole to reduce the friction between the outer surface of the steel pipe sheet pile and the ground.
  • the steel pipe sheet pile can be pulled up and collected.
  • the joint having a simple structure prevents the sheet pile main body and the joint from being damaged, and the steel pipe sheet pile can be recycled.

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Abstract

 本発明の鋼管矢板は、鋼管からなる矢板本体と、前記矢板本体の外面に、前記矢板本体の長手方向に沿って設けられた第1継手と、前記矢板本体の前記外面の前記第1継手とは反対側に、前記矢板本体の長手方向に沿って設けられた第2継手と、を備え、前記第1、第2継手はそれぞれ、継手本体と、前記矢板本体の前面側に配置された第1脚部と、前記矢板本体の後面側に前記第1脚部から離間して配置され、前記第1脚部とともに前記継手本体を支持する第2脚部とを有し、前記第1、第2脚部はそれぞれ、前記矢板本体に固定され、前記第1継手に、前記矢板本体の長手方向に沿って延在し、同長手方向の一端が閉塞された第1空間部が設けられ、前記第2継手に、前記矢板本体の長手方向に沿って延在し、同長手方向の一端が閉塞された第2空間部が設けられ、前記第1空間部を区画する前記第1継手の前記第1、第2脚部、および前記第2空間部を区画する前記第2継手の前記第1、第2脚部に、前記第1、第2空間部から外方に向けて加圧水を噴射するための第1噴射孔が設けられている。

Description

鋼管矢板、鋼管矢板の継手構造、及び壁構造並びに鋼管矢板の引き抜き方法
 本発明は、建築構造物あるいは土木構造物等の構造物を築造する場合等に用いられる鋼管矢板、鋼管矢板の継手構造、及び壁構造並びに鋼管矢板の引き抜き方法に関する。
 本願は、2008年9月18日に、日本に出願された特願2008-239397号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 従来、鋼管矢板における矢板本体としての鋼管部分は、剛性が高いため、掘削深度が深い建築構造物または土木構造物を築造する場合に、これらの構築場所を囲むように地盤に貫入されて、仮設用の土留め壁を構築するための部材として用いられる。
 また、鋼管矢板における継手部分は、矢板本体としての鋼管部分に比べて、剛性が低い。
 例えば、仮締め切りに必要な止水性を有する開削工法による構造物構築工事における鋼製土留めを構築する場合に、地盤への打設深さが深くなると、鋼矢板よりも剛性の高い鋼管矢板が用いられる。
 鋼管矢板の継手相互が連結されて地盤に貫入されて構築される仮設用の土留め壁は、仮設用の構造物であるが、これを構成する杭としての鋼管矢板は、適宜溶接により接続されて、長尺の鋼管矢板とされ、地盤に深く打設される場合もある。
 すなわち、鋼管矢板を地盤に貫入施工するときの打設深さが深くなる場合は、地盤に貫入された下位の鋼管矢板の上端部に上位の鋼管矢板の下端部を、順次溶接により接合して長尺の鋼管矢板を地盤に貫入させる。
 前記のように地盤に貫入された長尺の鋼管矢板は、仮設用の部材であるが、引き抜き撤去するには、鋼管矢板の貫入する場合と逆の手順により、溶接した部分付近を切断して、順次、撤去する。したがって、打設と同様に、撤去にも多額の費用がかかるようになる。なお、鋼管矢板の貫入深さが浅い場合には、鋼管矢板を引き抜き撤去することができても、貫入深度が深くなると、周囲地盤との摩擦抵抗が増大し、引き抜きが困難になる。
 従来の施工法では、建築構造物あるいは土木構造物を構築する場合のトータルのコストを低減させるために、杭として地盤に深く貫入されて引き抜きが困難である長尺の鋼管矢板は、地中の浅いところで切断し、地中に存置できるところはそのまま残置してきた。前記のように使用される鋼管矢板による継手連結構造としては、例えば、図27A~図29Eに示すような鋼管矢板40~42による継手連結構造が知られているので、これらの鋼管矢板40~42による継手連結構造について簡単に説明する。
 図27Aに示されるように、第1例の従来の継手連結構造に使用されている鋼管矢板40では、鋼管矢板本体1の半径方向の一方の外側に、断面T字状の鋼製部材である雄継手36が固定されている。すなわち、鋼管矢板40は、断面T字状の鋼製部材における脚部35を鋼管からなる鋼管矢板本体1に溶接により固定した雄継手36と、鋼管矢板本体1の他方の外側に、一対の断面L字状の鋼製の雌継手構成片38を、間隔をおいて対向するように配置して溶接により鋼管矢板本体1に固定した雌継手34とを備える。
 この鋼管矢板40では、断面T字状の脚部35は、1枚の鋼板であり、脚部35の基端部を溶接により固定している片持ち式の雄継手36である。したがって、雄継手36は、曲げ剛性が低く、曲げ剛性を高めることが困難である。
 このような鋼管矢板40相互の継手連結構造では、図27Aに示すように、断面T字状の雄継手36を、一対の断面L字状の雌継手構成片38からなる雌継手4内に嵌合配置することになる。
 鋼管矢板40では、図27Aに示すように、雄継手36の脚部35と雌継手構成片38との間の間隙が小さいため、鋼管矢板相互を連結して打設して構築された仮設土留め壁から鋼管矢板を引き抜く場合、鋼管矢板が所望の配置からずれる可能性がある(図27BおよびDに、継手36,37のそれぞれの中心線を一点差線で示す)。この場合、図27B~Dに示すように、雄継手36の基端側が雌継手構成片38に接触して、雄継手36または雌継手構成片38が損傷する可能性がある。
 また、図28Aに示されるように、第2例の従来の継手連結構造に使用されている鋼管矢板41は、鋼管矢板本体1の半径方向の一方の外側に、断面T字状の鋼製部材である脚部35を鋼管からなる矢板本体1に溶接により固定した雄継手36と、鋼管矢板本体1の他方の外側に、スリット付き鋼製パイプ状の部材を鋼管矢板本体1に固定した雌継手34とを備える。
 この場合も、雄継手36が第1例と同様な構造であるために、曲げ剛性が低く、曲げ剛性を高めることが困難である。また、図28Aに示すように、雄継手36の脚部35と雌継手34のスリットとの間隙が小さいと共に脚部35が短いために、鋼管矢板を地盤から引き抜く場合、鋼管矢板が所望の位置からずれる可能性がある(図28BおよびDに、継手36,37のそれぞれの中心線を一点差線で示す)。この場合、図28B~Dに示すように、雄継手36の基端側が雌継手構成片33に接触して、雄継手36または雌継手構成片33が損傷する可能性がある。
 また、図29Aに示されるように、第3例の従来の継手連結構造に使用されている鋼管矢板42は、鋼管矢板本体1の半径方向の一方の外側に、スリット付き鋼製パイプ状の継手部材を鋼管からなる矢板本体1に溶接により固定した雄雌兼用の継手37と、鋼管矢板本体1の他方の外側に、スリット付き鋼製パイプ状の継手部材を鋼管矢板本体1に固定した雄雌兼用の継手37を備える。
 スリット付き鋼製パイプ状の雄雌兼用の継手37の基端部は、溶接により矢板本体1に固定される。雄雌兼用の継手37は、その基端側の溶接部から円弧状に伸びる継手片が円弧状に長く伸びる片持ち式の構造であるために、曲げ剛性が低くなっている。また、図29Aに示すように、スリットの間隙Gが狭いために、鋼管矢板を引き抜く場合、鋼管矢板が所望の位置からずれる可能性がある(それぞれの継手37の中心線を一点差線で示す)。図29B~Eに示すように、スリット付き鋼製パイプ状の雄雌兼用の継手37相互が接触して、スリット付き鋼製パイプ状の雄雌兼用の継手37が損傷する可能性がある。
 通常は、前記のような鋼管矢板を地盤に深く貫入して仮設材として使用する場合には、引き抜き作業に多大なコストがかかるばかりでなく、引き抜いた鋼管矢板の継ぎ手が変形するため再利用するために多大な継ぎ手補修費用を必要とする。そのため、施工を含めたトータルコストを安価にするため、経済的に設計されて安価な鋼管矢板を仮設用として使用した後に、鋼管矢板は、全長にわたり引き抜かないで、不要な部分となる上部のみを切断撤去する。
 しかし、昨今の鋼材の価格高騰や環境意識の向上から、鋼管矢板についてもリサイクルが求められ、従来にはなかった鋼管矢板の繰り返し使用のニーズがある。しかしながら、従来の継ぎ手では、強度・剛性が小さく、引き抜き時に継ぎ手が破損する可能性がある。このため、鋼管矢板の打ち込み性・遮水性に加えて、鋼管矢板を引き抜いた場合でも、破損することのない継ぎ手あるいは鋼管を有する鋼管矢板とその施工法が求められる。
 なお、前記のような従来技術以外にも、次の(1)~(4)のような技術も知られている。
 (1)鋼管矢板における鋼管内側から継手内または継手周囲にセメントミルクを充填して継手部の変形を防止する継手構造(例えば、特許文献1参照)。
 (2)鋼管にH鋼の継手を設けた鋼管矢板(例えば、特許文献2参照)。
 (3)裏込め用の充填材を鋼管矢板本体の内側から継手内に供給するために、鋼管からなる鋼管矢板本体に貫通孔を設けて、継手から鋼管の外側へ充填材を鋼管外表面から離れる方向に吐き出す連通孔を設けた鋼管部材(例えば、特許文献3参照)。
 (4)継手の片面側と地山側との空洞に、セメントあるいはモルタル等の充填材を充填するために、片方の継手の片面側にのみ注入孔を設け、継手内にダブルパッカーを配置し、パッカー間に注入孔を設ける技術(例えば、特許文献4参照)。
 前記(1)~(4)のいずれの技術も、主として、本設用の鋼管矢板に用いられ、鋼管矢板と周囲地盤との摩擦抵抗を低減する技術思想については、開示も示唆もされていない。
特開2007-224640号公報 特開2008-19608号公報 特開2002-70473号公報 特開2000-204544号公報
 前記のように、地盤深く打設された従来の鋼管矢板を仮設利用後引き抜いてリサイクルを図ることは困難であるという問題があった。
 本発明は、地盤深く打設された仮設用の鋼管矢板であっても、破損することなく容易に引き抜き再利用することができる鋼管矢板の継手構造及び鋼管矢板並びにその引き抜き方法を提供することを目的とする。
 (1)本発明の一態様の鋼管矢板は、鋼管からなる矢板本体と、前記矢板本体の外面に、前記矢板本体の長手方向に沿って設けられた第1継手と、前記矢板本体の前記外面の前記第1継手とは反対側に、前記矢板本体の長手方向に沿って設けられた第2継手と、を備え、前記第1、第2継手はそれぞれ、継手本体と、前記矢板本体の前面側に配置された第1脚部と、前記矢板本体の後面側に前記第1脚部から離間して配置され、前記第1脚部とともに前記継手本体を支持する第2脚部とを有し、前記第1、第2脚部はそれぞれ、前記矢板本体に固定され、前記第1継手に、前記矢板本体の長手方向に沿って延在し、同長手方向の一端が閉塞された第1空間部が設けられ、前記第2継手に、前記矢板本体の長手方向に沿って延在し、同長手方向の一端が閉塞された第2空間部が設けられ、前記第1空間部を区画する前記第1継手の前記第1、第2脚部、および前記第2空間部を区画する前記第2継手の前記第1、第2脚部に、前記第1、第2空間部から外方に向けて加圧水を噴射するための第1噴射孔が設けられている。
 (2)(1)に記載の鋼管矢板において、前記第1空間部は、前記継手本体、前記第1、第2脚部を含む前記第1継手と、前記矢板本体とに囲まれ、前記第2空間部は、前記継手本体、前記第1、第2脚部を含む前記第2継手と、前記矢板本体とに囲まれていてもよい。
 (3)(1)に記載の鋼管矢板において、前記第1空間部は、前記継手本体、前記第1、第2脚部を含む前記第1継手と、前記第1継手部に含まれる前記第1、第2脚部の接続部とに囲まれ、前記第2空間部は、前記継手本体、前記第1、第2脚部を含む前記第1継手と、前記第2継手部に含まれる前記第1、第2脚部の接続部とに囲まれていてもよい。
 (4)(1)に記載の鋼管矢板において、前記第1噴射孔にノズルが設けられていてもよい。
 (5)(1)に記載の鋼管矢板において、前記第1噴射孔は、前記継手の長手方向に間隔をおいて前記脚部に複数設けられていてもよい。

 (6)(1)に記載の鋼管矢板において、前記第1噴射孔は、その入り口よりも出口が、前記脚部より外側の前記矢板本体の前記外面に近づくように傾斜して設けられていてもよい。
 (7)(1)に記載の鋼管矢板において、前記第1空間部、および前記第2空間部の内周面にそれぞれ、長手方向に連続する凹部または凸部からなる位置決め用の係合部が設けられていてもよい。
 (8)(1)に記載の鋼管矢板において、前記第1、第2継手はそれぞれ、断面H形の継手とされていてもよい。
 (9)本発明の第2態様の鋼管矢板の継手構造は、(1)に記載の鋼管矢板を、一つの鋼管矢板の前記第1継手と他の鋼管矢板の前記第2継手とが嵌合するよう複数配置して構成され、前記第2継手の各側板の内側に対向するように設けられる第2凸部内側間の寸法よりも、前記第1継手の継手嵌合部外側に設けられる第1凸部外側面間の寸法が小さくされている。
 (10)(9)に記載の鋼管矢板の継手構造において、前記第2継手の各側板の内側に対向するように設けられる前記第2凸部は、前記側板の基端側に設けられ、前記第1継手の継手嵌合部外側に設けられる前記第1凸部は、前記第1継手のフランジの中央部よりに設けられ、前記第2継手の前記第2凸部と前記第1継手の前記第1凸部とが係合しないように離されていてもよい。
 (11)(9)に記載の鋼管矢板の継手構造において、前記第1継手の前記第1凸部と、前記第2継手の前記第2凸部とが、前記継手の長手方向に断続して千鳥状に設けられていてもよい。
 (12)(1)に記載の鋼管矢板において、前記第1、第2継手の前記継手本体は前記継手の長手方向に沿ったスリットを有するパイプ状の継手本体であってもよい。
 (13)(1)に記載の鋼管矢板において、前記継手本体には、継手嵌合内に高圧水を噴射するための第二噴射孔が設けられていてもよい。
 (14)本発明の一態様の壁構造は、(1)に記載の鋼管矢板を複数嵌合させて構成される。
 (15)(1)に記載の鋼管矢板において、前記鋼管矢板の表面に摩擦低減材が設けられていてもよい。
 (16)(1)に記載の鋼管矢板において、前記脚部は、前記継手本体と前記矢板本体とに渡って設置され、継手を補強する補強用の脚部であってもよい。
 (17)本発明の第1態様の鋼管矢板の引き抜き方法は、(1)に記載の鋼管矢板を地盤から引き抜く方法であって、前記第1、第2空間部に加圧水を供給する工程と、前記第1噴射孔を通じて前記第1、第2空間部の外方に向かって加圧水を噴射する工程と、前記加圧水の噴射により前記鋼管矢板と地盤との摩擦を低減させたうえで、前記鋼管矢板を上方に引き上げる工程と、を備える。
 (18)本発明の第2態様の鋼管矢板の引き抜き方法は、(1)に記載の鋼管矢板を地盤から引き抜く方法であって、前記第1、第2空間部に加圧水供給用パイプを挿入する工程と、前記加圧水供給用パイプのノズルを、前記第1噴射孔の位置に合わせる工程と、前記加圧水供給用パイプに供給された加圧水を、前記ノズルおよび前記第1噴射孔を通じて前記第1、第2空間部の外方に向かって噴射する工程と、前記加圧水の噴射により前記鋼管矢板と地盤との摩擦を低減させたうえで、前記鋼管矢板を上方に引き上げる工程と、を備える。
 本発明によると、鋼管矢板の各継手は、前面側の脚部と後面側の脚部とを間隔をおいて備えており、各脚部の基端部をそれぞれ矢板本体に溶接により固定することにより各継手は矢板本体に固定されている。したがって、従来の継手構造に比べて、継手の上下方向の引張強度あるいは横方向(水平方向)のせん断強度等の剛性を格段に高めることができる。しかも、本発明の鋼管矢板は空間部を備えており、継手長手方向の先端側で前記空間部は閉塞され、各脚部には、鋼管矢板本体の外面側に向かって高圧水を噴射するための第一噴射孔が設けられている。したがって、仮設用に鋼管矢板を深い深度に打設しても、第一噴出孔から高圧水を噴射して、鋼管矢板の外表面と地盤との摩擦を低減して、鋼管矢板を引き上げ回収することができる。また、鋼管矢板の継ぎ手を簡単でかつ剛性が高い構造の継手によって構成しているので、矢板本体および継手の損傷を防止し鋼管矢板のリサイクルが可能になる。
 また、第一噴射孔を、継手の長手方向に間隔をおいて複数設けることにより、鋼管矢板の長手方向に渡って、地盤と鋼管矢板の摩擦を低減することができる。
 また、第一噴射孔を、その入り口よりも出口が、脚部より外側の鋼管矢板本体の外面側に近づくように傾斜して設けることにより、鋼管矢板の外表面付近の地盤を緩めて、鋼管矢板と周囲地盤との摩擦を低減し引き抜き時の抵抗を減らすことができる。そのため鋼管矢板の引き抜き時に継ぎ手に過度な変形力を作用させることがない。
 また、継手は、基端側に脚部を備え、脚部に支持されるように継手本体を備えている。したがって、脚部を有効に利用して、継手と矢板本体の外面により空間部を形成したり、脚部と継手本体あるいは脚部相互の接続部により空間部を形成したりすることができる。また、継手本体と空間部とは、離れた位置であるので、継手本体に影響を与えることなく、空間部を形成することができ、また、脚部に容易に第一噴射孔を形成することができる。
 また、鋼管矢板の空間部の内周面に、長手方向に連続する凹部または凸部からなる位置決め用の係合部が設けられていると、空間部内に配置される高圧水供給用パイプに係合部を設けるだけで、高圧水供給用パイプの水平周りの位置を決めた状態で吊下ろすことができる。
 また、各継手は、各脚部と、各脚部に一体に設けられた継手本体とを備えていると、簡単な構造の継手で、上下方向の引っ張り強度および横方向のせん断強度等の剛性の高い鋼管矢板の継手構造とすることができる。また継手を熱間押し出し成形により安価に製造することができる。
 また、各継手は、断面H形の継手とされていると、市販のH形鋼または組立式H形鋼を利用して、簡単な構造で、上下方向の引っ張り強度および横方向のせん断強度等の剛性の高い鋼管矢板の継手構造とすることができる。
 また、第2継手の各側板の内側に対向するように設けられる凸部内側間の寸法よりも、第1継手の継手嵌合部外側に設けられる凸部外側面間の寸法が小さくされていると、鋼管矢板を引き抜く場合に、鋼管矢板を左右方向あるいは前後方向に動かす遊びが生じるために、鋼管矢板の引き抜き時の自由度を確保することができる。
 また、第2継手の各側板の内側に対向するように設けられる凸部は、側板の基端側に設けられ、第1継手の継手嵌合部外側に設けられる凸部は、第1継手のフランジの中央部よりに設けられ、第2継手の凸部と第1継手の凸部とが係合しないように離されている。これにより、第2継手の凸部と第1継手の凸部が接触することはないから、凸部相互の干渉により、引き抜きが困難になることはない。また、鋼管矢板の引き抜き時の自由度が格段に向上すると共に、引き抜きが容易になる。
 また、第2継手の各側板の凸部と、第1継手に設けると凸部とが、長手方向に断続して千鳥状に設けられている。これにより、第2継手側の凸部が第1継手側の凸部に係合する割合が少なくなり、また、引き抜き初期において、第2継手の凸部と第1継手の凸部が係合することはないから、引き抜きが容易になる。
 また、各継手をスリット付きのパイプ状の継手本体の両側に補強用の脚部を備えている構造とすると、市販のスリット付きのパイプ状の継手を有する鋼管矢板に、前後の脚部として、それぞれ第一噴射孔を設けた鋼板を溶接により固定するだけで、上下方向の引っ張り強度および横方向のせん断強度等の剛性の高い継ぎ手構造をもった鋼管矢板を提供することができる。
 また、継手本体に、継手嵌合内に高圧水を噴射するための第二噴射孔が設けられていると、継手嵌合部の摩擦を低減したり、あるいは、継手と周囲地盤との摩擦を低減できる。したがって、鋼管矢板の引き上げが一層容易になるばかりでなく、継手の摩擦による負担も低減し、継手の損傷が低減できる。
 本発明の壁構造によると、仮設用に深い深度に打設された鋼管矢板であっても、継手が損傷することなく、周囲地盤との摩擦抵抗を低減した状態で、容易に引き抜き回収することができる。したがって、引き抜き後の鋼管矢板の継ぎ手の変形を大幅に減じることが可能であり、従来の鋼管矢板で必要としていた継ぎ手補修作業を大幅の省略ができるので、経済的に鋼管矢板をリサイクルして使用することができる。
 また、鋼管矢板の表面に摩擦低減材が設けられていると、鋼管矢板と周囲地盤との摩擦抵抗を低減することができ、鋼管矢板の引き抜きをさらに容易にすることができる。
 また、継手本体と鋼管矢板本体とに渡って設置された補強用の脚部であっても、継手の剛性を格段に高めた上で空間部を形成することができる。また、補強用の脚部に設けた第一噴射孔から、高圧水を噴射して、鋼管矢板と周囲地盤との摩擦力を格段に低減することができる。
 本発明の第一態様の鋼管矢板の引き抜き方法によると、鋼管矢板を地盤から引き抜くにあたり、鋼管矢板に設けられた空間部に高圧水を供給して、第一噴射孔から矢板本体の外面側に向かって高圧水を噴射して、鋼管矢板と地盤との摩擦を低減させて、鋼管矢板を引き上げる。したがって、地盤の深い深度に打設された鋼管矢板であっても、鋼管矢板と地盤との摩擦を低減させて引き抜き抵抗を低減させることができ、鋼管矢板を損傷させることなく、容易に鋼管矢板を引き抜くことができる。
 また、本発明の第二態様の引き抜き方法によると、鋼管矢板を地盤から引き抜くにあたり、鋼管矢板に設けられた空間部に高圧水供給用パイプを挿入配置し、その高圧水供給用パイプのノズルを、脚部に設けられた第一噴射孔の位置に合わせ、前記高圧水供給用パイプのノズルから噴射した高圧水を、脚部に設けられた第一噴射孔を通過させて、鋼管矢板本体の外面側に向かって高圧水を噴射して、鋼管矢板と地盤との摩擦を低減させて、鋼管矢板を引き上げる。したがって、地盤の深い深度に打設された鋼管矢板であっても、鋼管矢板と地盤との摩擦を低減させて引き抜き抵抗を低減させることができ、鋼管矢板を損傷させることなく、容易に鋼管矢板を引き抜くことができる。
本発明の第1実施形態の鋼管矢板を使用した仮設用土留め壁における継手嵌合部を拡大して示す横断平面図である。 本発明の第1実施形態の鋼管矢板を示す側面図である。 本発明の第1実施形態の鋼管矢板を地盤に打設して土留め壁を構築した状態を示す縦断正面図である。 図3の一部を拡大して示す平面図である。 継手における噴射孔から噴射して、摩擦を低減している状態を拡大して示す横断平面図である。 継手内に配置した高圧水供給管の噴射ノズルから継手における孔を通して噴射している形態を示す拡大横断平面図である。 本発明の方法により鋼管矢板を引き抜いている状態を示す側面図である。 本発明の他の方法により鋼管矢板を引き抜いている状態を示す側面図である。 本発明の第2実施形態の鋼管矢板相互の継手連結構造における継手付近を拡大して示す平面図である。 図10Aは図9に示す継手連結構造に用いられている雄継手および雌継手を示す平面図である。 図10Bは図9に示す継手連結構造に用いられている雄継手および雌継手を示す平面図である。 本発明の第2実施形態の鋼管矢板相互の連結状態を示す平面図である。 本発明の第3実施形態の鋼管矢板相互の継手連結部を拡大して示す平面図である。 図13Aは図12に示す継手連結構造に用いられている雄継手および雌継手を示す平面図である。 図13Bは図12に示す継手連結構造に用いられている雄継手および雌継手を示す平面図である。 本発明の第3実施形態の鋼管矢板相互の連結状態を示す平面図である。 本発明の第4実施形態の鋼管矢板相互の継手連結部を拡大して示す平面図である。 図16Aは図14に示す継手連結構造に用いられている雄継手および雌継手を示す平面図である。 図16Bは図14に示す継手連結構造に用いられている雄継手および雌継手を示す平面図である。 本発明の第4実施形態の鋼管矢板相互の連結状態を示す平面図である。 本発明の第5実施形態の鋼管矢板相互の連結状態を示す平面図である。 図18の継手嵌合部付近を拡大して示す平面図である。 本発明の第6実施形態の鋼管矢板を用いた継手嵌合部付近を拡大して示す平面図である。 本発明の第6実施形態の変形例の鋼管矢板を用いた継手嵌合部付近を拡大して示す縦断側面図である。 補強用の脚部を備えた本発明の第7実施形態の継手および継手相互の嵌合接続部を拡大して示す横断平面図である。 継手の下部の孔に上下方向に間隔をおいて逆止弁を設けた形態の鋼管矢板による土留め壁の一例を示す縦断側面図である。 図24Aは継手における孔の形態の一例を示す縦断側面図である。 図24Bは継手における孔に逆止弁を設けた形態を示す縦断側面図である。 図24Cは孔の片側の内側面を孔軸線に対して交差するように傾斜させ、反対側の内側面を平行に設けた孔の形態を示す縦断側面図である。 本発明の第8実施形態の鋼管矢板相互の継手連結構造における継手部に高圧水供給用パイプを挿入配置した状態を示す横断平面図である。 本発明の第9実施形態の鋼管矢板を使用した仮設用土留め壁における継手嵌合部を拡大して示す横断平面図である。 図27Aは従来の継手連結構造の第1例を示す横断平面図である。 図27Bは、図27Aに示す従来の継手連結構造の鋼管矢板の位置が変化した状態を示す横断平面図である。 図27Cは、図27Aに示す従来の継手連結構造の鋼管矢板の位置が変化した状態を示す横断平面図である。 図27Dは、図27Aに示す従来の継手連結構造の鋼管矢板の位置が変化した状態を示す横断平面図である。 図28Aは従来の継手連結構造の第2例を示す横断平面図である。 図28Bは、図28Aに示す従来の継手連結構造の鋼管矢板の位置が変化した状態を示す横断平面図である。 図28Cは、図28Aに示す従来の継手連結構造の鋼管矢板の位置が変化した状態を示す横断平面図である。 図28Dは、図28Aに示す従来の継手連結構造の鋼管矢板の位置が変化した状態を示す横断平面図である。 図29Aは従来の継手連結構造の第3例を示す横断平面図である。 図29Bは、図29Aに示す従来の継手連結構造の鋼管矢板の位置が変化した状態を示す横断平面図である。 図29Cは、図29Aに示す従来の継手連結構造の鋼管矢板の位置が変化した状態を示す横断平面図である。 図29Dは、図29Aに示す従来の継手連結構造の鋼管矢板の位置が変化した状態を示す横断平面図である。 図29Eは、図29Aに示す従来の継手連結構造の鋼管矢板の位置が変化した状態を示す横断平面図である。
 次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、第2実施形態以降の実施形態において、第1実施形態と同じ構成部材、および同様な機能を有する構成部材には、第1実施形態の構成部材と同じ符号を付し、それらの説明を省略または簡略化する。
 図1には、本発明の第1実施形態の鋼管矢板を使用した仮設用土留め壁における継手嵌合部が拡大して示されている。また、図2は本発明の第1実施形態の鋼管矢板2を示す側面図である。
 図1および2に示されるように、鋼管矢板2は、鋼管からなる矢板本体1と、雄継手(第1継手)3と、雌継手(第2継手)4とを備えている。雄継手3は、図2において鉛直方向に立設された矢板本体1の左側に、矢板本体1の長手方向に沿って設けられ、雌継手4は、同じく図2において矢板本体1の右側に、矢板本体1の長手方向に沿って設けられている。雄継手3および雌継手4は、矢板本体1の外面14から突出して設けられる。
 各継手3,4は、それぞれ前部側および後部側の2つの脚部5を備えている。脚部5の基端部は、鋼管矢板本体1にその長手方向に沿って溶接により固定されている。
 雌継手4では、前部側の脚部(第1脚部)5と後部側の脚部(第2脚部)5とが、互いに隣接して打設される鋼管矢板2の雄継手側に向かって(すなわち、雌継手4の先端側に向かって)接近するように傾斜され、基端側の各脚部5の間隔が広くなるようにされている。雌継手4における脚部5の先端部には、一対の側板7および溝底板8を備える雌継手本体としての雌継手嵌合部6Aが、各側板7がそれぞれ前部側の脚部5および後部側の脚部5と同じ傾斜面となるように一体に設けられている。
 この形態では、雌継手本体としての雌継手嵌合部6Aは、断面溝形とされる。また、各側板7の基端部は、各脚部5と共に、溝底板8により一体に連設されている。間隔をおいて対向する各側板7の先端部には、互いに近づくように突出するリップ9が設けられ、雄継手の抜け出しを防止するようにされている。雌継手本体としての雌継手嵌合部6Aにおける各側板7の内側面は、溝底板8に対して直角であり、側板の傾斜にかかわらず、嵌合空間が狭くならないようにされている。
 雄継手3では、前部側の脚部5と後部側の脚部5とが、互いに隣接して打設される鋼管矢板2の雌継手側に向かって(すなわち、雄継手3の先端側に向かって)接近するように傾斜され、基端側の各脚部5の間隔が広くなるようにされている。雄継手3における脚部5の先端部には、フランジ10と、底板11と、ウェブ12とを備える雄継手本体としての雄継手嵌合部6Bが一体に設けられている。この形態では、雄継手本体としての雄継手嵌合部6Bの先端部はフランジ10およびウェブ12を備えた断面T形とされ、底板11と共に一体に連設されている。
 断面T形部分におけるウェブ12の側面と、雌継手4におけるリップ9の先端との間の間隙は、雄継手3におけるフランジ10の端部と、雌継手4における側板7の内側面との間隙よりも大きくされて、継手嵌合余裕が大きくされた上で、雄継手3が雌継手4から外れないようにされている。また、雄継手3における底板11と雌継手4におけるリップ9との内側寸法は、フランジ10の厚さよりも2.0倍~3.0倍程度確保されて、壁体長手方向での継手嵌合余裕が大きくされている。
 雄継手3のフランジ10または雌継手4の溝底板8には、水膨張性止水材(または水膨潤性止水材)13が適宜設けられて、継手間の止水が図られる。なお、図1では、水膨張性止水材13が膨張した状態が示されている。
 なお、水膨張性止水材としては、例えば、合成樹脂エラストマーを止水材ベースとし、これに高吸水性ポリマー、充填材、溶剤などを配合した流動性のある止水材で、塗布後、自然乾燥させると、弾性のある固い塗膜になるものを使用するとよい。なお、この固い塗膜は、水に浸漬すると、24時間後には、淡水で20倍程度、海水で6倍程度、膨張するものが好ましい。なお、水膨張性止水材13としては、水膨張性のポリウレタンでもよい。
 前記のような雌継手4と、雄継手3は、鋼材を熱間押し出し成形により製造すると、安価に製造することができる。
 第1実施形態では、各継手3,4は、前面側の脚部5と後面側の脚部5とを間隔をおいて備えており、前記各脚部5,5の基端部がそれぞれ鋼管矢板本体1に溶接により固定されて各継手3,4は鋼管矢板本体1に固定されている。
 前記のように、継手3,4における前後の脚部5の基端部が鋼管矢板本体1に溶接により固定されることにより、各継手3,4が強固に鋼管矢板本体1に固定されていると共に、鋼管矢板本体1に対する各継手3,4の取り付け部の曲げ剛性が高くなるようにされている。
 また、継手本体としての雌継手嵌合部6Aまたは雄継手嵌合部6Bと、脚部5と、前記鋼管矢板本体1の外面14とにより囲まれるように空間部(第1または第2空間部)15が形成される。継手の長手方向の先端側で空間部15は、閉塞板18(図2参照)により閉塞され、各脚部5,5には、鋼管矢板本体1の外面側に向かって孔(第1噴射孔)16が対称に設けられている。孔16は、空間部15から外方へ向けて加圧水を噴射するために、脚部5を貫通して空間部15と鋼管矢板2の外部とを連通する。孔16は、その部分から直接、高圧水を噴射するために使用されてもよい。あるいは、空間部15内に高圧水供給用パイプ17(図6参照)を配置し、その高圧水供給用パイプ17に設けられるノズルと、継手に設ける孔16とを通して鋼管矢板本体1の外面側に向かって高圧水が噴射されてもよい。なお、孔16に、高圧水の噴射方向や強さなどを制御するためのノズルを設けてもよい。
 孔16は、その入り口よりも出口が、脚部5より外側の鋼管矢板本体1の外面14側に近づくように傾斜して設けられている。これにより、脚部5より外側の鋼管矢板本体1の外面に向かって高圧水を噴射することができる。
 また、本発明では、各継手3,4は、基端側に脚部5を備え、脚部5に支持されるように継手嵌合部(雌継手嵌合部6A、雄継手嵌合部6B)が形成される。空間部15は継手3,4の基端側に設けられ、継手3,4の先端側の継手嵌合部には空間部が設けられていないので、継手嵌合部が大きな構造になることはなく、継手3,4がコンパクトで簡単な構造になっている。
 図2に示すように、継手3,4に設けられる孔16は、鋼管矢板2の下部、または全体に亘って間隔をおいて設けられる。深度が深くなる場合には、複数の鋼管矢板ユニットが鉛直方向に並べられ、相互が溶接により接続された鋼管矢板が地盤に打込まれて貫入される。下位に位置する鋼管矢板ユニットには、その全長に渡って間隔をおいて孔16が設けられる。また、上端側に位置する鋼管矢板ユニットでは、孔16が鋼管矢板2の下部のみに間隔をおいて設けられてもよいし、全体に渡って間隔をおいて設けられてもよい。
 図2に示すように、本実施形態では、脚部5の長手方向の先端部に、閉塞板18が設けられることにより、空間部15を閉塞する。閉塞板18は、鋼管矢板本体1と脚部5と継手嵌合部の基端側とに溶接により固着される。これにより、継手の長手方向の先端側(すなわち、鋼管矢板2が鉛直方向に立設されたときの下端側)から、鋼管矢板本体1と脚部5と継手嵌合部の基端側とから構成される空間部15へ土砂及び水が侵入することが防止できる。
 図3には、本発明の第1実施形態の鋼管矢板2を地盤に打設して仮設用の土留め壁(壁構造)19が形成された状態が示され、図4には、その横断面が示されている。
 この状態から、通常は、図23に示すように、土留め壁19の側面に腹起こし46および腹起こし46間の支保用の切り梁47が設けられて、片側がドライな状態に開削され、道路トンネル等の構造物が築造される。
 前記のように、前記土留め壁19は、仮設用であるため、構造物が築造された後、撤去される。本発明では、図5および図7(特に、図7)に示すように、雌継4あるいは雄継手3の空間部15の上端部に、適宜、カプラー20が設けられ、カプラー20高圧水供給用パイプ(または高圧水供給用ホース)17が接続される。高圧水供給用パイプ17から空間部15に高圧水が供給されて、孔16から鋼管矢板本体1の外面14に向かって高圧水が噴射される。これにより、鋼管矢板本体1および継手3,4の周囲の地盤が緩められて、鋼管矢板本体1(および継手3,4)に対する周囲地盤21との摩擦抵抗が低減された状態で、鋼管矢板2が矢印で示すように引き上げられる。
 前記のように、鋼管矢板本体1の外面14に向かって、高圧水を噴射すると、高圧水が鋼管矢板本体1の外面14に沿って積極的に進行するため、効率よく周囲地盤21と鋼管矢板本体1の外面14との摩擦を低減することができる。
 また、本発明では、図6および図8(特に、図8)に示すように、継手本体内に高圧水供給用パイプ17を配管するようにしてもよい。高圧水供給用パイプ17には、継手に設けられる孔16の間隔と同じ間隔でノズルを設けてあり、高圧水供給原(図示を省略)から高圧水供給用パイプ17に供給された高圧水は、高圧水供給用パイプ17のノズルから、継手の孔16を通して、鋼管矢板本体1の外面14に向かって噴射される。これにより、鋼管矢板本体1および継手3,4の周囲の地盤が緩められて、鋼管矢板本体1(および継手3,4)に対する周囲地盤21との摩擦抵抗が低減された状態で、鋼管矢板2が矢印で示すように引き上げられる。
(第2実施形態)
 図9から図11には、本発明の第2実施形態の鋼管矢板2および鋼管矢板相互の継手連結構造における継手付近が示されている。図9は、継手連結構造を拡大して示す平面図、図10AおよびBは、図9に示す継手連結構造に用いられている雄継手および雌継手を示す平面図、図11は、本発明の第2実施形態の鋼管矢板相互の連結状態を示す平面図である。
 本実施形態においては、雄継手3におけるフランジ10の先端側に凹部27が設けられ、その凹部27に水膨張性止水材13を設置する。凹部27を形成することにより、水膨張性止水材13を鋼管矢板打設前に確実に塗布し、必要量配置することができ、また、鋼管矢板打設時の剥離・脱落を防止できるので、水膨張性止水材による止水効果を高めることができる。
 その他の構成部材は、上述の実施形態と同様である。
(第3実施形態)
 図12から図14には、本発明の第3実施形態の鋼管矢板2および鋼管矢板相互の継手連結構造における継手付近が示されている。図12は、継手連結構造を拡大して示す平面図、図13AおよびBは、図12に示す継手連結構造に用いられている雄継手および雌継手を示す平面図、図14は、本発明の第3実施形態の鋼管矢板相互の連結状態を示す平面図である。
 本実施形態においては、雄継手3および雌継手4における脚部5間の間隔が第1実施形態のものよりも広げられて、広幅とされる。これにより、雄継手3および雌継手4の、立設された鋼管矢板2における鉛直方向の引張強度、立設された鋼管矢板2における横方向のせん断強度、および曲げ剛性が高められている。また、雄継手3におけるフランジ10の先端側に凹部27が第2実施形態の場合よりも深く設けられ、その凹部27に水膨張性止水材13が設置される。また、雌継手4における溝底板8の雄継手3側よりの表面には、雄継手3側に向かって突出する断面半円状の凸部30が継手4の長手方向に沿って設けられている。これにより、水膨張性止水材による止水効果が一層高められる。本実施形態では、凹部27に向かって突出する凸部30が設けられているので、水膨張性止水材13による止水性を向上させることができる。その他の構成部材は、上述の実施形態と同様である。
(第4実施形態)
 図15から図17には、本発明の第4実施形態の鋼管矢板2および鋼管矢板相互の継手連結構造における継手付近が示されている。図15は、継手連結構造を拡大して示す平面図、図16AおよびBは、図15に示す継手連結構造に用いられている雄継手および雌継手を示す平面図、図17は、本発明の第4実施形態の鋼管矢板相互の連結状態を示す平面図である。
 本実施形態では、雌継手4および雄継手3における脚部5はその一部が円弧状に形成され、また、脚部5間が接続部24により一体に接続されている。雌継手4および雄継手3には、それぞれ、継手本体(雌継手嵌合部6A、雄継手嵌合部6B)と、脚部5と、接続部24とにより、脚部5間に断面円形の空間部15が形成されている。
 また、雄継手3における底板11は、円弧状とされている。
 また、雌継手4における側板7の内側は円弧状とされ、また、溝底板8の空間部15側の内周面は円弧状とされている。
 このような断面円形の空間部15を備えている形態では、その断面円形の空間部15に、容易に高圧水供給用パイプを地上から吊下ろして配設することができる。
(第5実施形態)
 図18および図19には、本発明の第5実施形態の鋼管矢板2および鋼管矢板相互の継手連結構造における継手付近が示されている。図18は、本発明の第5実施形態の鋼管矢板相互の連結状態を示す平面図、図19は、継手連結構造を拡大して示す平面図である。
 本実施形態では、雌継手4および雄継手3として、H形鋼等の断面H形の鋼材が用いられている。断面H形の鋼材における各フランジの片側半分を雌継手4における脚部5とし、溶接により鋼管矢板本体1に溶接により固定する。また、断面H形の鋼材における各フランジの残りの半分を雌継手4における側板7とする。断面H形の鋼材におけるウェブを雌継手4における溝底板8とする。
 雌継手4における側板7の先端側には、連続または断続した鋼板が溶接により固定されて、内側凸部(第2凸部)28を形成している。内側凸部28の形状は特に制限されず、断面正方形あるいは断面長方形でもよいし、断面円形でもよい。
 また、断面H形の鋼材における各フランジの片側半分を雄継手3における脚部5とし、溶接により鋼管矢板本体1に溶接により固定する。また、断面H形の鋼材における各フランジの残りの半分を雄継手嵌合部6Bのフランジ10として使用する。断面H形の鋼材におけるウェブを雄継手3における底板11とする。その雄継手3における雄継手嵌合部6Bのフランジ10の先端側(またはその外側)には、連続した、または断続した鋼板が溶接により固定されて、外側凸部(第1凸部)29を形成している。
 外側凸部29の先端は、フランジ10よりも壁体の壁厚方向で外側に突出し、内側凸部28よりも土留め壁19の壁厚中心側に位置するようにされ、外側凸部29の外端部間の寸法が雌継手4の側板7の内側寸法より小さくされており、勘合裕度の高い勘合部構造が形成されている。
 本実施形態では、鋼管矢板の引き抜き時、各継手中心と鋼管中心とを結ぶ直線である法線方向(壁体が構築される方向)に、自在に鋼管矢板2を動かすことができ、鋼管矢板の引き抜き時の自由度が高く、引き抜きが容易になる。
 本実施形態では、雄継手3における外側凸部29よりも外側表面に、水膨張性止水材13を設けてもよい。あるいは、雌継手4における内側凸部28よりも基部側の内側面に水膨張性止水材13を設けてもよい。水膨張性止水材13を設けることにより、雄継手3と雌継手4間の止水が図られる。
 図示の形態では、雌継手4における内側凸部28内側間の寸法Tよりも、雄継手3における外側凸部29外側間の寸法tを小さくするようにして、雌継手4に対して、雄継手3を緩く遊嵌させた状態としている。
 前記のように、雌継手4の各側板7の内側に対向するように設けられる凸部28の内側間の寸法Tよりも、雄継手3の継手嵌合部外側に設けられる各凸部29の外側面間の寸法tが小さくされていると、鋼管矢板2を引き抜く場合に、鋼管矢板2を左右方向あるいは前後方向に動かす十分な遊びが鋼管矢板2の継ぎ手勘合部に生じるために、鋼管矢板2の引き抜き時の自由度を確保することができる。
 なお、図示を省略するが、雌継手4における内側凸部28間の間隔寸法Tよりも、雄継手3における外側凸部29間の寸法tを大きくしてもよい。この場合、外側凸部29と内側凸部28とを離脱不能に係合することが可能になり、雄継手3から雌継手4方向の嵌合の十分な強度を確保することができると共に、水膨張性止水材13による雄継手3と雌継手4間の止水も可能である。
(第6実施形態)
 図20には、本発明の第6実施形態の鋼管矢板2が示されている。本実施形態では、雌継手4における内側凸部28と、雄継手3における外側凸部29の取り付け位置を、図19に示す第5実施形態よりも基端側よりにそれぞれ設ける。具体的には、雌継手4における各側板7の中央部付近にそれぞれ内側凸部28を溶接により固定し、また、雄継手3における各フランジ10の底板11よりに外側凸部29を溶接により固定している。
 本実施形態では、雄継手3と雌継手4とが嵌合するときに、雄継手3における外側凸部29が、雌継手4における内側凸部28よりも奥部側(すなわち、雌継手4の基端側)ではなく、雌継手4における内側凸部28よりも手前側(すなわち、雄継手3の基端側)に位置する。この形態では、継手相互の引き抜きが容易になる。また、雌継手4における内側凸部28より先端側に水膨張性止水材13が設けられ、また、外側凸部29よりも先端側の外面に水膨張性止水材13が設けられている。
 前記のように、本実施形態では、雌継手4の各側板7の内側に対向するように設けられる凸部28は、側板7の基端側に設けられ、雄継手3の継手嵌合部外側に設けられる凸部29は、雄継手3のフランジ10の中央部よりに設けられ、雌継手側の凸部28と雄継手側の凸部29とが係合しないように離されている。この場合、雌継手4側の凸部28と雄継手3側の凸部29とが接触することはないから、凸部28,29相互の干渉により、引き抜きが困難になることはない。また、鋼管矢板2の引き抜き時の自由度が格段に向上すると共に、引き抜きが容易になる。
 図21に、本実施形態の変形例の鋼管矢板を用いた継手嵌合部付近を示す。本変形例では、外側凸部29あるいは内側凸部28を断続して設ける。
 この変形例では、上下方向に間隔をおいて、内側凸部28と、外側凸部29が千鳥状に配置されている。このように内側凸部28に対して、外側凸部29を上下方向に間隔をおいて千鳥状に設けるようにすると、鋼管矢板2を引き抜く場合に、内側凸部28が外側凸部29に係合する割合が少なくなり、また、引き抜き初期において、内側凸部28と外側凸部29が係合することはないから、引き抜きが容易になる。
 (第7実施形態)
 図22は、補強用の脚部を備えた本発明の第7実施形態の継手および継手相互の嵌合接続部の横断平面図が示されている。
 この形態では、鋼管矢板本体1に、長手方向に沿ったスリットを有するパイプ状の継手鋼管33が溶接により固定されている。また、各スリット付きパイプ状の継手鋼管33における短尺円弧状片32の中間部の外面と鋼管矢板本体1の外面とに接続される帯状鋼板からなる補強用の脚部5が配置されている。各補強用の脚部5の一端部は、短尺または長尺の円弧状片に溶接により固定されており、他端部は鋼管矢板本体1の外面に溶接により固定されている。これにより、脚部5は方杖として機能する。また、前記補強用の脚部5と短尺円弧状片32(または後記の長尺円弧状片31)と鋼管矢板本体1の外面とにより、空間部15が形成されている。本実施形態では、継手鋼管33が、継手本体としての継手嵌合部をなす。
 本実施形態では、長尺円弧状片31の中央部付近および短尺円弧状片32の先端部付近がそれぞれ補強用の脚部5に連結されている。これにより、長尺円弧状片31の先端側の張り出し長さが短くなることで、各円弧状片の剛性が高められる。また、各円弧状片の基端側に補強用の脚部5が設けられていることで、各円弧状片の基端側が補強されている。特に、本実施形態では、補強用の脚部5と、円弧状片の基端側と、これらに囲まれる部分の鋼管矢板本体1とにより、略三角形を形成しているので、この部分の剛性が高められている。
 また、本実施形態では、各補強用の脚部5に、鋼管矢板本体1の外周面に向かって高圧水を噴射するための、孔16が上下方向に間隔をおいて設けられている。
 本実施形態では、水膨張性止水材13を、長尺円弧状片31の先端部における対向する内側面に設けておくことにより、水膨張性止水材13を膨張させて止水機能を発揮させることができる。
 次に、図23を参照しながら、上記各実施形態において脚部5に設けられる孔16について詳細に説明する。
 仮設用の土留め壁19を構築するために、地中の深い深度に鋼管矢板2を打設した場合、鋼管矢板2の上端側から引き抜くときには、鋼管矢板2と周囲地盤21との摩擦抵抗力、鋼管矢板2の自重、あるいは継手同士の水膨張性止水材を介した付着力等が、鋼管矢板2の引き抜き抵抗力として作用することになる。例えば直径1000mm、板厚12mmの鋼管矢板を想定すると、鋼管矢板自重は、鋼管矢板の長さ1m当たり約3kNである。それに対して周面地盤との摩擦抵抗力は、通常の軟弱な粘土地盤を想定し、その付着力を20kN/mと仮定すると、鋼管矢板の長さ1m当たり約60kNとなり、鋼管矢板自重の20倍となる。上述の鋼管矢板と地盤の組合せ例でも理解できるように、周面地盤との摩擦抵抗は、鋼管矢板の引き抜き抵抗の大半を占める。鋼管矢板の継ぎ手の損傷を少なくし、リサイクル可能にするためには、継ぎ手に過度な変形をおこす力を作用させないことが重要であり、そのため引き抜き抵抗の低減が必須となる。
 前記のうち、鋼管矢板2と周囲地盤21との摩擦抵抗力を低減できると、鋼管矢板2の引き抜きに要する力を大幅に低減することができる。脚部5に孔16を上下方向に間隔をおいて設けて、孔16から鋼管矢板2の外面に向かって高圧水を噴射することにより、鋼管矢板2の外面を囲む周囲地盤21の地盤を緩め、鋼管矢板2の外面と周囲地盤21との摩擦抵抗を低減する。
 空間部15に高圧水を供給した場合、矢板2を鉛直方向に立設した場合の下位に位置する孔16から噴射する高圧水の噴射力は、矢板2を鉛直方向に立設した場合の上位に位置する孔16から噴射する高圧水の噴射力よりも大きい。したがって、上位に位置する孔16から噴射する高圧水の噴射力を所定の値以上にして、鋼管矢板2の外面の周囲地盤を十分緩める必要がある。このため、図24Bに示すように、下位に位置する孔16に逆止弁22を設けて、上位に位置する孔16から噴射する高圧水の噴射力が、下位に位置する孔16から噴射する高圧水の噴射力と、同等となるように調整するようにしてもよい。
 逆止弁22としては、例えば、切れ目22bを有するゴム製逆止弁22a、あるいは金属製球状弁体にバネ圧を付与して弁座に押し付ける通常の逆止弁を設置するようにしてもよい。逆止弁22は、継手3,4または脚部5を矢板本体1に取り付ける前に、継手3,4の脚部5に取り付けるようにすればよい。逆止弁22の開弁圧は、上下方向(すなわち、矢板2を立設した場合の鉛直方向)のレベルの低い位置に設置されている逆止弁ほど高くすると、上下方向の全部の孔16から同時に高圧水を噴射することができる。上下方向のすべての逆止弁の開弁圧を一定にすると、下位に位置する孔16ほど、噴射圧の高い状態の高圧水を噴射させることができる。
 図25には、本発明の第6実施形態の鋼管矢板相互の継手連結構造における継手に高圧水供給用パイプを挿入配置した状態が示されている。
 この形態の継手連結構造と、図15に示す継手連結構造とで相違する点は、図25に示す形態では、雄継手3における円弧状の各脚部5の内周面に、上下方向に連続した凹溝25からなる位置決め用係合部23が対称に、上下方向に連続して設けられている点である。
 位置決め用係合部23は、連続した凸部でもよい。この場合は、継手と係合する高圧水供給用パイプに凹溝が形成される。
 すなわち、この形態では、継手本体としての継手嵌合部6Aまたは6Bと脚部5と脚部相互の接続部24とにより囲まれた空間部15における内周面に、長手方向に連続する凹部または凸部からなる位置決め用係合部23が設けられる。
 位置決め用係合部23としての凹溝25は、一つ以上であればよく、例えば、等間隔に3つ、あるいは4つ設けるようにしてもよい。位置決め用係合部23としての凹溝25の断面形態は特に限定されず、半円状溝や矩形状溝であってもよい。
 凹溝25に対応して、図25に2点鎖線で示すように、空間部15に挿入される高圧水供給用パイプ17の外周面に、対称に凸部26が設けられる。凸部26を凹溝25に嵌合させることで、高圧水供給用パイプ17を位置決めした状態で挿入することで、高圧水供給用パイプ17の内部に設けられるノズルと、脚部5に設けられる孔とを、パイプ17の周方向にずれることなく設置することができる。したがって、パイプ17を挿入する際は、上下方向のみを正確に位置合わせすれば、高圧水供給用パイプ17に設けられるノズルと、脚部5に設けられる孔とを所定の位置に合致させることができる。
 また、鋼管矢板側の脚部5に設けられている孔16の位置は、地盤貫入前に計測することで正確に把握できる。また、高圧水供給用パイプ17を吊下ろす距離を計測することで、高圧水供給用パイプ17のノズルの位置と、脚部5側の孔の位置とを正確に合致させることができる。
 なお、図示を省略するが、第1~第5実施形態の場合に、継手本体としての雌継手嵌合部6Aまたは雄継手嵌合部6Bと、脚部5と鋼管矢板本体1とに囲まれた空間部15における内周面に、上下方向に連続した凹溝または凸部からなる位置決め用係合部23を、少なくとも1つ、好ましくは2つ設けるようにしてもよい。この場合には、地上から高圧水供給用パイプ17を吊下ろすことができ、空間部15に水圧をかけない形態となるので、脚部5の溶接は、高度な品質は要求されない。
 孔16あるいは高圧水供給用パイプ17におけるノズルから噴射される高圧水(ウォータージェット)の圧力を、14.7Mpaで連続1分間噴射して300リットル噴射した場合、周囲地盤のN値が50である非常に固い地盤に対して約700mmの切削深度を得ることができる。
 なお、通常、鋼管矢板本体1の管径は、例えば、直径で700mm~16000mmである。1列に配置された孔16より噴射した高圧水により鋼管矢板2と地盤との付着を低減させる必要のある範囲は、鋼管矢板本体1の周長の1/4であり、550~1250mm程度の噴射水の到達距離があれば十分である。例えば900mm前後程度の場合は、鋼管矢板本体1の周長の1/4は、700mm程度であり、約700mmの切削深度で、鋼管矢板本体1の外面の中央付近まで、高圧水を到達させることができる。したがって、鋼管矢板本体1の外周面付近の地盤を緩めて、鋼管矢板2と地盤との付着を低減させて、引き抜き時の摩擦抵抗を格段に低減することができ、鋼管矢板2を引き抜くことが容易になる。また、引き抜き力を小さくすることにより、鋼管本体の変形が小さくなるとともに、継ぎ手に作用する変形力を大幅に低減できるので、継ぎ手の変形も少なくなり、補修作業を大幅に軽減できる。そのため引き抜き作業ならびに引き抜き後の補修作業に大きな費用を掛ける必要がなく、経済的に鋼管矢板2のリサイクル使用が可能となる。
 なお、噴射圧力は、地盤の強度に応じて、設計により、適宜設定される。また、鋼管矢板本体1に対する孔16の傾斜角度は、鋼管矢板本体1の管径を考慮して適宜設定される。
 また、鋼管矢板2の表面に、予め、水膨張性止水材を塗布形成しておくと、地盤打設後において、周囲地盤の水分を吸収して膨張し、地盤との摩擦抵抗を低減し、引き抜きを容易にすることができる。
 前記のように鋼管矢板の表面に水膨張性止水材を塗布することで、水膨張性止水材を摩擦低減材として機能させることができる。本発明のように、継手から高圧水を鋼管矢板本体の外面に向かって噴射することにより、矢板の表面に塗布された水膨張性止水材を膨張させて、摩擦低減材として確実に機能させることができる。
 特に、本発明の場合は、鋼管矢板における前面側の脚部5および後面側の脚部5に孔16を設けるので、鋼管矢板2の前面側および後面側の両方の地盤を緩めて、鋼管矢板の前後両面に対する地盤の摩擦抵抗を格段に低減させることができる。
 次に、前記の各実施形態の鋼管矢板2を地盤に打設して、仮設土留め壁19を構築後、仮設用の鋼管矢板2を引き抜く場合について説明する。空間部15に高圧水を供給する場合は、雌継手4あるいは雄継手3の空間部15の上端部に、適宜、カプラー20が設けられる。カプラー20は、高圧水供給用接続部材であるとともに、高圧水供給時に圧力が上方から逃げないように蓋の機能を有しており、図7に示すように鋼材状のものを溶接してもよいし、図示は省略するが鋼管と加圧式のゴム状のパッカーを組み合わせたものを使用してもよい。カプラー20に高圧水供給用パイプ17が接続される。高圧水供給用パイプ17から空間部15に高圧水が供給されて、孔16から鋼管矢板本体1の外面に向かって高圧水が噴射され、鋼管矢板本体1および継手3,4の周囲の地盤が緩められて、鋼管矢板本体1(および継手3,4)に対する周囲地盤21との摩擦抵抗が低減された状態で、引き上げられる。
 なお、前記の場合、鋼管矢板2の引き上げに伴い、上部に位置する鋼管矢板部分は適宜、切断撤去され、残された鋼管矢板における継手の空間部の上端部にカプラーおよび高圧水供給用パイプが再度接続される操作を順次繰り返して、鋼管矢板は全て撤去される。
 なお、一度に鋼管矢板を引き抜ける大型クレーン等を使用する場合には、前記のような操作を必要としない。
 また、空間部15に高圧水供給用パイプ17を挿入配置する場合は、高圧水供給用パイプ17のノズルを、脚部5に設けられた孔16の位置に合わせる。高圧水供給用パイプ17のノズルから噴射した高圧水を、脚部5に設けられた孔16を通過させて、鋼管矢板本体1の外面側に向かって噴射させる。これにより、鋼管矢板2と地盤との摩擦を低減させて、前記と同様に鋼管矢板2を引き上げる。
 なお、前記の場合、鋼管矢板2の引き上げに伴い、上部に位置する鋼管矢板部分は適宜、切断撤去される。また、高圧水供給用パイプ17は、複数の高圧水供給用パイプユニットを適宜接続されて構成されるため、適宜、下部側が支持された状態で、上部側が離脱され、上部の鋼管矢板部分を撤去後に再度接続される操作を順次繰り返して、鋼管矢板は全て撤去される。
 前記の引き上げは、鋼管矢板本体に複数のクランプを設置して把持し、各クランプを同時にクレーンにより吊り上げることにより行ってもよい。また、前記複数のクランプと、リーダーを有する三点式杭打ち機と、リーダーに油圧式ジャッキを位置調整可能に組み込んだ状態で、起振機により吊り上げ時に振動を鋼管杭本体に付与しながら吊り上げるようにしてもよい。
 なお、上記の実施形態では、高圧水(ウォータージェット)の噴射により、鋼管矢板2の矢板本体1の外面と周囲地盤21との摩擦を低減することについて説明した。これに加えて、高圧水の噴射により鋼管矢板2の引き抜き時における隣り合う雄継手3と雌継手4との嵌合部の摩擦を低減するようにしてもよく、あるいは、雄継手3または雌継手4と周囲地盤との摩擦を低減するようにしてもよい。このようにすると、鋼管矢板2の引き上げが一層容易になるばかりでなく、継手部の摩擦による負担も低減し、継手の損傷の低減できる。このような形態について、図26を参照して詳細に説明する。
(第9実施形態)
 図26は、第9実施形態の鋼管矢板2を使用した仮設用土留め壁における継手嵌合部を拡大して示す。雌継手4における溝底部8に、雌継手4の空間部15と雌継手嵌合部6Aの溝内に連通する孔(第2噴射孔)44が設けられる。これにより、継手内に高圧水を噴射し、引き抜き時の摩擦を低減するようにしている形態である。
 また、雄継手3における底板11に、雄継手3の空間部15と雄継手嵌合部6Bにおけるウェブ12の周囲の空間とを連通させるために、ウェブ12を挟んで底板11に2つの孔(第2噴射孔)45が設けられる。これにより、継手嵌合部内またはその付近に高圧水を噴射し、引き抜き時の摩擦を低減するようにしている形態である。
 これらの場合には、前記実施形態と同様に、雌継手4または雄継手3の空間部15に供給される高圧水、または雌継手4または雄継手3の空間部15に配置される高圧水供給用パイプに供給される高圧水が、孔44,45から噴射される。
 雌継手4に孔44を設けたり、雄継手3に孔45に設けたりすることにより、複数の鋼管矢板が隣接して配置される場合では、隣り合う雄継手3と雌継手4との嵌合部の摩擦を低減し、鋼管矢板が隣接して配置されない場合には、鋼管矢板と周囲地盤との摩擦を低減することができる。
 雌継手4に設ける孔44の上下方向の間隔、雄継手3に設ける孔45の上下方向の間隔は、雌継手4または雄継手3の脚部5に設ける孔16の上下方向の間隔と同様でもよい。しかしながら、上下方向に位置をずらして設けたほうが、同じ水平位置における継手部の断面欠損が少なくなるから、望ましい。
 なお、雌継手4または雄継手3の脚部5に設ける孔16の噴射方向、雌継手4または雄継手3に設ける孔44,45の噴射方向は、水平方向でもよいし、上向き方向あるいは下向き方向に噴射してもよい。
 本発明を実施する場合、高圧水に使用する水としては、水道水のみならず、摩擦低減材を混合させた流体でもよい。また、鋼管矢板本体1としては、断面円形鋼管であっても、断面角形鋼管であってもよい。
 本発明の鋼管矢板によると、継手の上下方向の引張強度あるいは横方向(水平方向)のせん断強度等の剛性を格段に高めることができる。また、本発明の鋼管矢板によると、仮設用に鋼管矢板を深い深度に打設しても、第一噴出孔から高圧水を噴射して、鋼管矢板の外表面と地盤との摩擦を低減して、鋼管矢板を引き上げ回収することができる。また、簡単な構造の継手によって、矢板本体および継手の損傷を防止し鋼管矢板のリサイクルが可能になる。
1 鋼管矢板本体
2 鋼管矢板
3 雄継手
4 雌継手
5 脚部
6A 雌継手嵌合部(雌継手本体)
6B 雄継手嵌合部(雄継手本体)
7 側板
8 溝底板
9 リップ
10 フランジ
11 底板
12 ウェブ
13 水膨張性止水材
14 鋼管外面
15 空間部
16 孔
17 高圧水供給用パイプ
18 閉塞板
19 土留め壁
20 カプラー
21 周囲地盤
22 逆止弁
22a ゴム製逆止弁
22b 切れ目
23 位置決め用係合部
24 接続部
25 凹溝
26 凸部
27 凹部
28 内側凸部
29 外側凸部
30 断面半円状凸部
31 長尺円弧状片
32 短尺円弧状片
33 スリット付きパイプ状の継手鋼管
34 雌継手
35 脚部
36 雄継手
37 雄雌兼用の継手
38 鋼製雌継手構成片
40 鋼管矢板
41 鋼管矢板
42 鋼管矢板
43 地盤
44 孔
45 孔
46 腹起こし
47 切り梁

Claims (18)

  1.  鋼管からなる矢板本体と、
     前記矢板本体の外面に、前記矢板本体の長手方向に沿って設けられた第1継手と、
     前記矢板本体の前記外面の前記第1継手とは反対側に、前記矢板本体の長手方向に沿って設けられた第2継手と、を備える鋼管矢板であって、
     前記第1、第2継手はそれぞれ、継手本体と、前記矢板本体の前面側に配置された第1脚部と、前記矢板本体の後面側に前記第1脚部から離間して配置され、前記第1脚部とともに前記継手本体を支持する第2脚部とを有し、
     前記第1、第2脚部はそれぞれ、前記矢板本体に固定され、
     前記第1継手に、前記矢板本体の長手方向に沿って延在し、同長手方向の一端が閉塞された第1空間部が設けられ、
     前記第2継手に、前記矢板本体の長手方向に沿って延在し、同長手方向の一端が閉塞された第2空間部が設けられ、
     前記第1空間部を区画する前記第1継手の前記第1、第2脚部、および前記第2空間部を区画する前記第2継手の前記第1、第2脚部に、前記第1、第2空間部から外方に向けて加圧水を噴射するための第1噴射孔が設けられている
    鋼管矢板。
  2. 前記第1空間部は、前記継手本体、前記第1、第2脚部を含む前記第1継手と、前記矢板本体とに囲まれ、
     前記第2空間部は、前記継手本体、前記第1、第2脚部を含む前記第2継手と、前記矢板本体とに囲まれている
    請求項1に記載の鋼管矢板。
  3.  前記第1空間部は、前記継手本体、前記第1、第2脚部を含む前記第1継手と、前記第1継手部に含まれる前記第1、第2脚部の接続部とに囲まれ、
    前記第2空間部は、前記継手本体、前記第1、第2脚部を含む前記第1継手と、前記第2継手部に含まれる前記第1、第2脚部の接続部とに囲まれている請求項1に記載の鋼管矢板。
  4.  前記第1噴射孔にノズルが設けられている請求項1に記載の鋼管矢板。
  5.  前記第1噴射孔は、前記継手の長手方向に間隔をおいて前記脚部に複数設けられている請求項1に記載の鋼管矢板。
  6.  前記第1噴射孔は、その入り口よりも出口が、前記脚部より外側の前記矢板本体の前記外面に近づくように傾斜して設けられている請求項1に記載の鋼管矢板。
  7. 前記第1空間部、および前記第2空間部の内周面に、長手方向に連続する凹部または凸部からなる位置決め用の係合部が設けられている請求項1に記載の鋼管矢板。
  8.  前記第1、第2継手はそれぞれ、断面H形の継手とされている請求項1に記載の鋼管矢板。
  9.  鋼管矢板の継手構造であって、
     請求項1に記載の鋼管矢板を、一つの鋼管矢板の前記第1継手と他の鋼管矢板の前記第2継手とが嵌合するよう複数配置して構成され、
     前記第2継手の各側板の内側に対向するように設けられる第2凸部内側間の寸法よりも、前記第1継手の継手嵌合部外側に設けられる第1凸部外側面間の寸法が小さくされている鋼管矢板の継手構造。
  10.  前記第2継手の各側板の内側に対向するように設けられる前記第2凸部は、前記側板の基端側に設けられ、前記第1継手の継手嵌合部外側に設けられる前記第1凸部は、前記第1継手のフランジの中央部よりに設けられ、前記第2継手の前記第2凸部と前記第1継手の前記第1凸部とが係合しないように離されている請求項9に記載の鋼管矢板の継手構造。
  11.  前記第1継手の前記第1凸部と、前記第2継手の前記第2凸部とが、前記継手の長手方向に断続して千鳥状に設けられている請求項9に記載の鋼管矢板の継手構造。
  12.  前記第1、第2継手の前記継手本体は前記継手の長手方向に沿ったスリットを有するパイプ状の継手本体である請求項1に記載の鋼管矢板。
  13.  前記継手本体には、継手嵌合内に高圧水を噴射するための第二噴射孔が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の鋼管矢板。
  14.  請求項1に記載の鋼管矢板を複数嵌合させて構成される壁構造。
  15.  前記鋼管矢板の表面に摩擦低減材が設けられている請求項1に記載の鋼管矢板。
  16.  前記脚部は、前記継手本体と前記矢板本体とに渡って設置され、継手を補強する補強用の脚部である請求項1に記載の鋼管矢板。
  17.  請求項1に記載の鋼管矢板を地盤から引き抜く方法であって、
     前記第1、第2空間部に加圧水を供給する工程と、
     前記第1噴射孔を通じて前記第1、第2空間部の外方に向かって加圧水を噴射する工程と、
     前記加圧水の噴射により前記鋼管矢板と地盤との摩擦を低減させたうえで、前記鋼管矢板を上方に引き上げる工程と、を備える鋼管矢板の引き抜き方法。
  18.  請求項1に記載の鋼管矢板を地盤から引き抜く方法であって、
     前記第1、第2空間部に加圧水供給用パイプを挿入する工程と、
     前記加圧水供給用パイプのノズルを、前記第1噴射孔の位置に合わせる工程と、
     前記加圧水供給用パイプに供給された加圧水を、前記ノズルおよび前記第1噴射孔を通じて前記第1、第2空間部の外方に向かって噴射する工程と、
     前記加圧水の噴射により前記鋼管矢板と地盤との摩擦を低減させたうえで、前記鋼管矢板を上方に引き上げる工程と、を備える鋼管矢板の引き抜き方法。
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