WO2011065527A1 - 鋼管矢板継手構造、鋼管矢板基礎、及び鋼管矢板基礎の構築方法 - Google Patents

Abstract

　本発明は、第１の鋼管矢板本管と；前記第１の鋼管矢板本管に隣接する第２の鋼管矢板本管と；前記第１の鋼管矢板本管に取り付けられる一対の雄側脚部と、前記雄側脚部から互いに遠ざかるように延出する一対の雄側アーム部とを有し、表面に凹凸が形成されている雄型継手と；前記第２の鋼管矢板本管に取り付けられる一対の雌側脚部と、前記雌側脚部から互いに近づくように延出する一対の雌側アーム部とを有し、前記雄型継手に嵌合する雌型継手と；前記一対の雌側脚部の間において、前記第２の鋼管矢板本管に設けられ、表面に凹凸が形成されている板状部材と；を備える鋼管矢板継手構造を提供する。

Description

鋼管矢板継手構造、鋼管矢板基礎、及び鋼管矢板基礎の構築方法

　本発明は、鋼管矢板継手構造、鋼管矢板基礎、及び鋼管矢板基礎の構築方法に関する。
　本願は、２００９年１１月３０日に、日本に出願された特願２００９－２７２２１５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　一般的に、（１）隣り合う鋼管矢板本管の各々に対してスリット入り円形継手鋼管を固定し、（２）これらの継手鋼管同士を嵌合させつつ鋼管矢板を地中に連続して埋め込み、（３）継手鋼管内の土砂を掘削し、（４）継手鋼管内を洗浄し、（５）継手鋼管内にモルタルを充填することにより得られる鋼管矢板継手構造が利用されている。このような鋼管矢板継手構造は、継手鋼管（Ｐ：パイプ）同士を互いに嵌合することからＰ（パイプ）－Ｐ（パイプ）継手（Ｐ－Ｐ継手）と呼称されている。
　また、Ｐ－Ｐ継手の他に鋼管矢板継手構造としては、軸方向にスリットを有する継手鋼管とＴ形鋼からなるＴ型の雄継手とを互いに嵌合させて鋼管矢板を連結するＰ－Ｔ継手（特許文献１参照）や、間隔をおいて平行に内向きに設置される一対のＬ形鋼材による雌型継手と、１つのＴ形鋼からなる雄型継手とを互いに嵌合させて鋼管矢板を連結するＬ－Ｔ継手などが用いられることもある。
　特許文献１に記載の嵌合継手部構造では、表面に複数個の突起が設けられた雄型嵌合継手である突起付Ｔ型鋼と、内面に複数個の突起が設けられた雌型嵌合継手である突起付継手鋼管とを嵌合させ、突起付継手鋼管の内部にモルタルを打設している。

　以上のような従来の鋼管矢板継手構造では、以下のような不都合があった。
　先ず、Ｐ－Ｐ継手の場合には、継手相互が嵌合した状態の嵌合継手部に３つの空間が形成されるために、継手嵌合後に狭隘な継手部の各空間で土砂掘削や洗浄、モルタル充填などの各作業を行う必要がある。このことから、継手部の確実な洗浄及び密実なモルタル充填を行うことが困難である。従って、品質が不安定になり、モルタルの付着強度が十分に確保されず、継手部のせん断耐力が確実に発揮できない可能性がある。
　また、Ｐ－Ｔ継手やＬ－Ｔ継手においても、Ｐ－Ｐ継手の場合と同様に、継手嵌合空間が狭隘であるために、継手部の確実な洗浄及び密実なモルタルの充填を行うことは困難である。従って、品質が不安定になり、継手部のせん断耐力が確実に発揮できない可能性がある。更に、Ｐ－Ｔ継手やＬ－Ｔ継手では、地震や土圧、水圧などにより鋼管矢板に水平力が作用した際に、鋼管矢板間に生じるせん断力が継手部に伝わり継手同士が相対的にずれることで、モルタルと継手との間で相対変位が生じてモルタルが圧縮され、その反力により継手鋼管やＬ形鋼からなる雌継手が開く方向に変形する。この場合、継手部の継手鋼管やＴ形鋼とモルタルとの付着力が低減し、継手部のせん断耐力が更に低下してしまうという不都合も発生する。

　以上のような従来の鋼管矢板継手構造の不都合を解消し、継手部の土砂の掘削、洗浄及びモルタル充填に関する作業性を良好にするとともに、継手部のせん断耐力の確保を図った鋼管矢板継手構造として、一対のＬ型鋼材をアーム部が互いに内向きになるように配置した雌型継手と、一対のＬ型鋼材をアーム部が互いに外向きになるように配置した雄型継手とを互いに嵌合させるＬ－Ｌ継手が提案されている（特許文献２参照）。
　特許文献２に記載のＬ－Ｌ継手では、雌型継手と雄型継手における各Ｌ型鋼材で挟まれる本管外周面に、複数本の突起付き棒状鋼材が所定間隔で固定される。これにより、モルタルの付着強度を確実に発揮させることができ、継手部のせん断耐力を向上させている。

特開平８－２７７７４号公報 特開２００５－２８２１７４号公報

　しかしながら、特許文献２記載の鋼管矢板継手構造では、本管外周面の、複数本の突起付き棒状鋼材と充填材との付着を期待する構造であり、本管とＬ型鋼材とで囲まれる充填材からなる断面の本管側の両端部に大きな付着力が発生するため充填材に引張力が働き、最大せん断力が生じた場合に充填材の長手方向、第１の本管から第２の本管に亘って斜めせん断ひび割れが生じやすい。斜めせん断ひび割れが生じると、継手部のせん断力が急激に低下することが知られている。これは地震による水平力や土圧などによる水平力を鋼管矢板基礎が受けた際、鋼管矢板同士に鉛直方向の相対的な変位が発生し、継手部でせん断抵抗力が発揮されるが、継手部の相対変形量が増加した際にせん断力が急激に低下するため吸収できるエネルギーが小さいためである。

　本発明の目的は、良好な施工性及び安定した品質を確保して建設コストの削減及び施工期間の短縮が実現できるとともに、安定した継手部のせん断耐力を発揮させることができる鋼管矢板継手構造及び鋼管矢板基礎を提供することにある。

　本発明は、上述の課題を解決するために以下の構成を採用する。

（１）本発明の第１の態様は、第１の鋼管矢板本管と；前記第１の鋼管矢板本管に隣接する第２の鋼管矢板本管と；前記第１の鋼管矢板本管に取り付けられる一対の雄側脚部と、前記雄側脚部から互いに遠ざかるように延出する一対の雄側アーム部とを有し、表面に凹凸が形成されている雄型継手と；前記第２の鋼管矢板本管に取り付けられる一対の雌側脚部と、前記雌側脚部から互いに近づくように延出する一対の雌側アーム部とを有し、前記雄型継手に嵌合する雌型継手と；前記一対の雌側脚部の間において、前記第２の鋼管矢板本管に設けられ、表面に凹凸が形成されている板状部材と；を備える鋼管矢板継手構造である。

（２）上記（１）に記載の鋼管矢板継手構造では、前記板状部材の幅寸法Ｙと、前記一対の雄側脚部の離間距離Ｚとが、
　Ｙ≧Ｚ　　　（式１）
を満たしてもよい。

（３）上記（１）又は（２）に記載の鋼管矢板継手構造では、前記板状部材の幅寸法Ｙと、前記雄側脚部の長さ寸法α１と、前記雄側アーム部の長さ寸法α２とが、
　Ｙ＜２（α１＋α２）　　　（式２）
を満たしてもよい。

（４）上記（１）又は（２）に記載の鋼管矢板継手構造では、前記雄側脚部の長さ寸法α１と、前記雌側脚部の長さ寸法β１とが、
　α１＞β１　　　（式３）
を満たしてもよい。

（５）上記（１）又は（２）に記載の鋼管矢板継手構造では、前記雄型継手の板厚が、前記雌型継手の板厚よりも小さくてもよい。

（６）上記（１）又は（２）に記載の鋼管矢板継手構造では、前記雄側アーム部と、前記雌側アーム部と、前記雄側脚部と、前記雌側脚部とにより空間が形成され、前記雄型継手のうち前記空間に接する位置に、貫通孔が形成されていてもよい。

（７）上記（６）に記載の鋼管矢板継手構造では、前記貫通孔は、前記雄型継手の隅角部に形成されていてもよい。

（８）本発明の第２の態様は、上記（１）に記載の鋼管矢板継手構造を備えた鋼管矢板基礎であって、前記第１の鋼管矢板本管が前記雄型継手と前記雌型継手とを有し、前記第２の鋼管矢板本管が前記雄型継手と前記雌型継手とを有する鋼管矢板基礎である。

（９）本発明の第３の態様は、上記（１）に記載の鋼管矢板継手構造を備えた鋼管矢板基礎であって、前記第１の鋼管矢板本管が一対の前記雌型継手を有し、前記第２の鋼管矢板本管が一対の前記雄型継手を有する鋼管矢板基礎である。

（１０）本発明の第４の態様は、上記（９）に記載の鋼管矢板基礎の構築方法である。この構築方法は、前記第１の鋼管矢板本管を所定間隔毎に連続して埋め込む工程と；隣り合う前記第１の鋼管矢板本管の間に、前記第２の鋼管矢板本管を埋め込む工程と；を備える。

　上記（１）に記載の構成によれば、雄型継手及び板状部材に凹凸が形成されているため、一対の雄側脚部と、雄型継手の隅角部同士を結ぶ仮想面（以下、単に境界仮想面という）と、第１の鋼管矢板本管とにより形成される第１充填空間に充填された充填材、及び、前記境界仮想面と、一対の雄側アーム部と、一対の雌側脚部と、第２の鋼管矢板本管とにより形成される第２充填空間に充填された充填材を効果的に拘束できる。従って、高いせん断耐力を有する鋼管矢板継手構造を得ることができる。
　また、従来ある鋼管矢板本管に板状部材を溶接などの方法により設けるだけでせん断耐力を向上できるため、コストの増加を最小限に抑えることができる。
　更に、雌型継手及び雄型継手にＬ－Ｌ継手の構造を採用しているため、嵌合継手内の土砂の掘削を確実に行うことができ、且つ嵌合継手内の洗浄を確実に行うことができ、更に嵌合継手内への充填材の充填を密実に行うことができる。従って、施工性が飛躍的に向上し、且つ安定した品質になるとともに、前述のように継手部と充填材との付着を確実にし、継手部のせん断耐力を向上させることができる。このため、建設コストの削減及び施工期間の短縮が実現できる。

　上記（２）に記載の構成によれば、板状部材の幅寸法Ｙが、一対の雄側脚部の離間距離Ｚ以上に設定されるため、せん断破壊のメカニズムを適切にコントロールでき、安定したせん断耐力を発揮できる。

　上記（３）に記載の構成によれば、板状部材の幅寸法Ｙが、雄側脚部の長さ寸法α１と、雄側アーム部の長さ寸法α２との和の２倍より小さく設定されるため、せん断破壊のメカニズムを適切にコントロールでき、安定したせん断耐力を発揮できる。

　上記（４）、（５）に記載の構成によれば、雌型継手の曲げ剛性が雄型継手の曲げ剛性よりも高くなるため、打設時に雄型継手と雌型継手が競り合った状態になっても雄型継手が変形することで打設抵抗が低くなり、効率よく打設できることができる。更に、せん断耐力を発揮する際には雄型継手の変形を、雄形継手より剛性の高い雌型継手が外側から押さえ込むことで抑制でき、高いせん断耐力を発揮できる。

　上記（６）に記載の構成によれば、雄型継手に貫通孔を設けることで充填区間をウォータージェット（高圧の水を噴射する装置）などを用いて洗浄する際、雄型継手の外側、すなわち雄型継手と雌型継手とが対向して区画される空間を確実に洗浄することが可能である。更に、充填材を充填する際に、雄型継手と雌型継手とが対向して区画される空間へ貫通孔を通して充填材を回り込ませることができる。このため、隣り合う鋼管矢板同士が圧縮嵌合状態になったとしても、雄型継手と雌型継手とが対向して区画される空間へ確実に充填材を充填することができ、この充填材と各継手との付着を確実にし、継手部のせん断耐力を向上させることができる。

　上記（７）に記載の構成によれば、雄型継手の隅角部に貫通孔を設けることで、雄型継手と雌型継手とが対向して区画される空間への充填材の充填性を向上させることができる。このため、充填された充填材が抵抗として働くとともに、鋼管同士が離れる方向への変位も拘束することから、継手部におけるせん断力の伝達を十分に確保できる。

　上記（８）に記載の構成によれば、鋼管矢板がその中心に対して点対称な形状であるため、継手を溶接加工する際に生じる鋼管矢板本管の変形が略対称に生じることになる。このように対称な変形が生じることから、溶接後に鋼管矢板本管を元の正円に矯正する際、ジャッキなどの冶具を鋼管矢板本管内部や外部の対象位置にセットして矯正することができ、高度な矯正手順や大掛かりな矯正装置が不要にできることから、鋼管矢板の製造効率を向上させることができる。

　上記（９）、（１０）に記載の構成によれば、鋼管矢板の施工に際して、雌型継手を有した一対の鋼管矢板を先行して打設し、これらの鋼管矢板の間に雄型継手を有した鋼管矢板を打設することにより、土圧で外側に開くように変形した雌型継手の空間に変形してない雄型継手が嵌合されることから競りが生じることなく、互いの継手を良好に嵌合させることができ、施工効率を向上させることができる。

鋼管矢板基礎１００を示す平面図である。 図１ＡのＤ－Ｄ線に沿って得られる断面図である。 本発明の第１実施形態に係る鋼管矢板継手構造１を示す断面図である。 同鋼管矢板継手構造１における雄型継手６を示す斜視図である。 同鋼管矢板継手構造１における板状部材８を示す斜視図である。 板状部材８の変形例を示す斜視図である。 雄型継手６に設けられた貫通孔９０を示す斜視図である。 上記貫通孔９０を示す断面図である。 雄型継手６の隅角部６５に設けられた貫通孔９０を示す斜視図である。 上記貫通孔９０を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る鋼管矢板継手構造１’を示す断面図である。 同鋼管矢板継手構造１’を用いた鋼管矢板基礎を構築するための第１工程を示す図である。 同鋼管矢板継手構造１’を用いた鋼管矢板基礎を形成するための第２工程を示す図である。 本発明の実施例の試験体を示す側面図である。 前記実施例の試験体を示す断面図である。 比較例１の試験体を示す断面図である。 比較例２の試験体を示す断面図である。 実施例、比較例１、比較例２の試験結果を示すグラフである。

（第１実施形態）
　以下、本発明の第１実施形態に係る鋼管矢板継手構造１について図面に基づいて説明する。

　図１Ａは本実施形態に係る鋼管矢板継手構造１を用いて構築された鋼管矢板基礎１００を示し、図１Ｂは図１ＡのＤ－Ｄ線に沿って得られる断面図である。この鋼管矢板基礎１００は、河川や海岸近傍などに設けられる橋の橋脚を支持する井筒基礎であって、川底や海底の地盤Ｇに貫入される複数の鋼管矢板２を平面視円形に並設するとともに、これらの鋼管矢板２同士を継手部３を介して互いに連結して構成されている。
　図２は、本実施形態に係る鋼管矢板継手構造１を示す断面図である。この鋼管矢板継手構造１における継手部３は、第１の鋼管矢板本管４Ａ（以下、本管４Ａ）、雌型継手５、雄型継手６、及び板状部材８を有する第１の鋼管矢板２Ａと、第２の鋼管矢板本管４Ｂ（以下、本管４Ｂ）、雌型継手５、雄型継手６、及び板状部材８を有する第２の鋼管矢板２Ｂとを連結する。
　この鋼管矢板継手構造１は、先に埋め込まれた第２の鋼管矢板２Ｂの雌型継手５に対し、第１の鋼管矢板２Ａの雄型継手６が嵌合するように第１の鋼管矢板２Ａを埋め込み、その後、嵌合した雌型継手５及び雄型継手６で形成される第１の充填空間Ａ及び第２の充填空間Ｂにモルタルなどのセメント系常温硬化性充填材７（以下、単に充填材７という）を充填することにより形成されている。

　雌型継手５は、図２に示すように、第２の鋼管矢板２Ｂにおける本管４Ｂの外面に溶接固定されて本管４Ｂの外面から本管４Ａに向けて延在する一対の雌側脚部５１、５１と、この一対の雌側脚部５１、５１の先端から互いに近づく内向きに略直角に折れ曲がる一対の雌側アーム部５２、５２とを有する。雌型継手５として、一対のＬ型鋼材５０、５０を使用することができる。一対の雌側アーム部５２、５２の先端間には、第１の鋼管矢板２Ａの雄型継手６を受け入れる開口部５３が形成される。

　雄型継手６は、図２に示すように、第１の鋼管矢板２Ａにおける本管４Ａの外面に溶接固定されて本管４Ａの外面から本管４Ｂに向けて延在する一対の雄側脚部６１、６１と、この一対の雄側脚部６１、６１の先端から互いに離れる外向きに略直角に折れ曲がる一対の雄側アーム部６２、６２とを有する。雄型継手６として、一対のＬ型鋼材６０、６０を使用することができる。
　更に、雄型継手６は、図３に示すように、一対の雄側脚部６１、６１が互いに対向する側の表面に縞状の突起６３（凹凸）を有する。この縞状の突起６３は、図３にも示すように、一対の雄側アーム部６２、６２の表面にも形成されていてもよい。

　板状部材８は、図２に示されるように、突起８１が設けられた面が第１の本管４Ａに対向するように第２の本管４Ｂの外面に溶接される。この板状部材８は、一対の雌側脚部５１、５１間の領域の上端から下端までの全長、又は一部長にかけて固定されていればよい。特に、上端部分から本管の１／２の長さまでの領域で板状部材８を固定する場合には、コストを抑えた上で、せん断耐力を十分に発揮することができる。板状部材８としては、図４に示されるような、表面に縞状の突起８１（凹凸）を有した平板状の縞鋼板を徐々に曲げることで本管４と同じ曲率の円弧板状に形成されている曲げ鋼板８Ａや、図５に示されるような折れ鋼板８Ｂを用いることができる。

　以上の継手部３において、雌型継手５と雄型継手６とを図２に示すように嵌合させることで、雄側脚部６１、６１と、雄型継手６の隅角部６５、６５同士を結ぶ境界仮想面と、第１の本管４Ａの外面とで囲まれた位置には、充填材７が充填される第１充填空間Ａが形成される。境界仮想面と、第２の本管４Ｂの外面と、雌側脚部５１、５１とで囲まれた位置には、第１充填空間Ａに連続して充填材７が充填される第２充填空間Ｂが形成される。
　雄型継手６の表面に縞状の突起６３が形成されるとともに、表面に縞状の突起８１が形成された鋼板８が第２の本管４Ｂに設けられているため、雄型継手６と第１充填空間Ａの充填材７との付着、第２の本管４Ｂと第２充填空間Ｂの充填材７との付着がそれぞれ高まる。このため、継手部３のせん断耐力を向上させることができる。

　以上の本実施形態によれば、雌型継手５及び雄型継手６にＬ－Ｌ継手の構造を採用したことで、継手部３における第１充填空間Ａや第２充填空間Ｂの土砂の掘削を確実に行うことができ、且つ第１充填空間Ａ及び第２充填空間Ｂの内部の洗浄を確実に行うことができる。更に、第１充填空間Ａ及び第２充填空間Ｂの内部への充填材７の充填を密実に行うことができる。また、雄側脚部６１に突起６３が形成されているとともに突起８１を有する鋼板８が一対の雌側脚部５１、５１の間に設けられていることで、第１充填空間Ａ及び第２充填空間Ｂの両方の充填材７を拘束できる。従って、施工性が飛躍的に向上し、且つ安定した充填材７の品質が確保できる。更に、雌型継手５及び雄型継手６と充填材７との付着を高めて、継手部３のせん断耐力の向上を図ることができる。また、地震による水平力や土圧などによる水平力を鋼管矢板基礎１００が受けた際に、鋼管矢板２同士に鉛直方向の相対的な変位が発生し、継手部３でせん断抵抗力が発揮されるが、本実施形態によれば継手部３の相対変形量が増加しても安定したせん断耐力を発揮できることで大きなエネルギーを吸収し続けることができる。このため、鋼管矢板基礎１００全体に及ぼす損傷を大幅に低減することができる。

　ここで、鋼管矢板継手構造における寸法について、図２を参照して以下のように定義する。
　雄側脚部の長さ寸法α１は、雄側脚部と本管との溶接部から雄型継手の隅角部までの長さ寸法を意味する。
　雄側アーム部の長さ寸法α２は、雄型継手の隅角部から雄側アーム部の端部までの長さ寸法を意味する。
　雌側脚部の長さ寸法β１は、雌側脚部と本管との溶接部から雌型継手の隅角部までの長さ寸法を意味する。
　雌側アーム部の長さ寸法β２は、雌型継手の隅角部から雌側アーム部の端部までの長さ寸法を意味する。
　板状部材の幅寸法Ｙは、板状部材の鋼管周方向に沿った幅寸法を意味する。ただし、板状部材の凹凸が幅方向の一部にしか形成されていない場合は、凹凸が形成されていない部分の幅を考慮しない。
　一対の雄側脚部の離間距離Ｚは、一対の雄側脚部の本管への溶接部間の距離を意味する。

　本実施形態に係る鋼管矢板継手構造１では、板状部材８の幅寸法Ｙが、一対の雄側脚部の離間距離Ｚよりも大きく、即ち、
　Ｙ≧Ｚ　　　（式４）
を満たすように設定されていてもよい。
　この場合、せん断破壊面を第１充填空間Ａよりも第２充填空間Ｂに誘引することができる。このため、斜めせん断ひび割れの発生を抑制でき、安定したせん断耐力を発揮できる。

　また、板状部材８の幅寸法Ｙは、雄側脚部６１の長さ寸法α１と雄側アーム部６２の長さ寸法α２との和の２倍よりも小さく、即ち、
　Ｙ＜２（α１＋α２）　　　（式５）
を満たすように設定されていてもよい。
　この場合、第１充填空間Ａが凹凸で拘束されている面積の方が、第２充填空間Ｂが凹凸で拘束されている面積よりも大きくなる。従って、第１充填空間Ａの安定性が勝るために第１充填空間Ａにせん断破壊面を生じさせずに、第１充填空間Ａよりも本管連結方向の寸法が小さい第２充填空間Ｂにせん断破壊面を生じさせることができる。よって、斜めせん断ひび割れの発生を抑制でき、安定したせん断耐力を発揮できる。
　尚、板状部材８の幅寸法Ｙは、雄側脚部６１の長さ寸法α１と雄側アーム部６２の長さ寸法α２との和の１倍以上とすることが好ましい。１倍未満とした場合には、前述したようなせん断耐力の向上という効果が十分に発揮できない。

　また、本実施形態に係る鋼管矢板継手構造１は、雄側脚部６１の長さ寸法α１が、雌側脚部５１の長さ寸法β１よりも大きく、即ち、
　α１＞β１　　　（式６）
を満たすように設定されていてもよい。
　この場合、雌型継手５の曲げ剛性を雄型継手６の曲げ剛性よりも高くすることができるため、打設時に雌型継手５及び雄型継手６が競り合った状態になっても雄型継手６が変形することで打設抵抗が低くなり、効率よく打設できる。更に、せん断耐力を発揮する際には雄型継手６の変形を、雄形継手６より剛性の高い雌型継手５が外側から押さえ込むことで抑制でき、高いせん断耐力を発揮できる。

　また、雄型継手６の板厚は、雌型継手５の板厚よりも小さくてもよい。
　この場合、打設時に継手が競った場合に雄型継手６変形しやすくすることができ、打設抵抗を小さく抑えることができる。また、雌型継手５の剛性を雄型継手６の剛性よりも高くすることで、せん断耐力を発揮する際の継手の変形を抑制でき、高いせん断耐力を発揮できる。

　更に、本実施形態に係る鋼管矢板継手構造１には、図６Ａ、図６Ｂに示すように、少なくとも一つの貫通孔９０を雄型継手６に設けてもよい。このように貫通孔９０を設けることにより、コンクリートの充填をより確実に行うことができ、せん断耐力を向上させることができる。
　また、図７Ａ、図７Ｂに示すように、貫通孔９０を雄型継手６の隅角部６５に設ける場合、より効果的にコンクリートの充填を行うことができる。

（第２実施形態）
　以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
　第１実施形態に係る鋼管矢板継手構造１では、図２に示すように、第１の鋼管矢板２Ａ及び第２の鋼管矢板２Ｂがそれぞれ、雄型継手６と雌型継手５とを有する。一方、第２実施形態に係る鋼管矢板継手構造１’でが、図８に示すように、第１の鋼管矢板２Ａ’が一対の雌型継手５、５を有し、第２の鋼管矢板２Ｂ’が一対の雄型継手６、６を有する。その他の構成については第１実施形態で説明した構成と同様である。
　この実施形態に係る鋼管矢板継手構造１’を用いて基礎を構成する場合には、以下の手順により構築することが好ましい。
（１）図９Ａに示すように、一対の雌型継手５、５を有する本管４Ａ’、４Ａ’を連続して埋め込む。
（２）図９Ｂに示すように、本管４Ａ’、４Ａ’の間に一対の雄型継手６、６を有する本管４Ｂ’を埋め込む。
　このように基礎を構築する場合には、土圧で外側に開くように変形した雌型継手５の空間に変形してない雄型継手６が嵌合されることから競りが生じることなく、互いの継手を良好に嵌合させることができ、施工効率を向上させることができる。

　なお、本発明は、前記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成などを含み、以下に示すような変形なども本発明に含まれる。
　例えば、前記実施形態では、橋脚の基礎として用いられる鋼管矢板基礎１００について説明したが、本発明における鋼管矢板基礎は、橋脚に限らず、任意の構造物を支持する基礎として利用することが可能である。また、本発明の鋼管矢板継手構造は、鋼管矢板基礎に限らず、土留め壁や護岸構造、地下構造物用連壁など任意の構造として利用可能であり、その用途は特に限定されるものではない。

　その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができる。
　従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれる。

　以下、本発明の実施例について説明する。
　本実施例では、雌型継手５の雌側脚部５１、５１間に突起８１を有する鋼板８を設けることの効果と、板状部材８の幅寸法Ｙを雄側脚部６１の長さ寸法α１と雄側アーム部６２の長さ寸法α２との和の２倍未満にすることの効果とを確認した。

　最初に、試験体について説明する。先ず、実施例の試験体を作製するにあたり、図１０及び図１１に示すように、一面に半径が約６００ｍｍの円弧面９２を有する一対の支柱９１と、互いに対向する面に円弧面９２と同じ曲率の円弧面９４を有する載荷柱９３とを準備した。そして、一方の支柱９１の円弧面９２と載荷柱９３の一方の円弧面９４とに、それぞれ一対ずつのＬ型鋼材６０、６０からなる雄型継手６を固定した。雄型継手６は、表面に突起６３が設けられるとともに板厚が６ｍｍの縞鋼板を折曲することで形成され、長さ寸法α１が１５０ｍｍの雄側脚部６１、６１と、長さ寸法α２が９０ｍｍの雄側アーム部６２、６２とを有している。また、他方の支柱９１の円弧面９２と載荷柱９３の他方の円弧面９４とに、それぞれ一対ずつのＬ型鋼材５０、５０からなる雌型継手５を固定するとともに、この雌型継手５の間に円弧面９２と同じ曲率を有する円弧板状の鋼板８を固定した。この雌型継手５は、板厚が９ｍｍの鋼板を折曲することで形成され、長さ寸法β１が１３０ｍｍの雌側脚部５１、５１と、長さ寸法β２が９０ｍｍの雌側アーム部５２、５２とを有している。鋼板８は、表面に突起８１を有するとともに、板状部材８の幅寸法Ｙが雄側脚部６１の長さ寸法α１と雄側アーム部６２の長さ寸法α２との和の２倍未満の２５０ｍｍに設定されている。なお、雄型継手６と雌型継手５と鋼板８の高さ寸法（図１０の上下方向の寸法）は、１ｍに設定されている。
　そして、一対の支柱９１をその間に載荷柱９３を配置できるように地盤Ｇ１に固定して、雄型継手６と雌型継手５を図１０及び図１１に示すように嵌合させるとともに、第１充填空間Ａと第２充填空間Ｂに充填材７を充填することで実施例の試験体を完成させた。

　比較例１の試験体は、図１２に示すように、実施例の試験体において雌型継手５の間に設けた鋼板８の代わりに、それぞれ３本ずつの異形鉄筋９５を支柱９１と載荷柱９３の長手方向に沿って溶接固定するとともに、雄型継手６の間にもそれぞれ３本ずつの異形鉄筋９５を溶接固定したこと以外、実施例の試験体と同様の構成を有している。

　比較例２の試験体は、図１３に示すように、実施例の試験体において設けた鋼板８の代わりに、表面に突起８１を有するとともに板状部材８の幅寸法Ｙが雄側脚部６１の長さ寸法α１と雄側アーム部６２の長さ寸法α２との和の２倍を超える５００ｍｍに設定された鋼板９６を設けたこと以外、実施例の試験体と同様の構成を有している。

　次に、試験方法について説明する。図１０に示すように、実施例の試験体の載荷柱９３を下方に押し下げながら、雄型継手６と雌型継手５の相対変形（移動）量と押し下げるための荷重、すなわち雌型継手５と雄型継手６の間で発生するせん断力とを測定した。比較例１、２の試験体に対しても、同様の測定を行った。各試験体における継手の相対変形量と、せん断力の最大値に対する割合との関係を図１４に示す。

　実施例では、安定したせん断耐力が発揮されていることが確認できた。これは、図１１に二点鎖線で示すように、第２充填空間Ｂにおける領域Ｂ１にせん断破壊面が生じたため、斜めせん断ひび割れの発生が抑制されたためと考えられる。
　一方、比較例１では、相対変形量が約１．５ｍｍを超えると、急激にせん断力が低下してしまうことが確認できた。これは、図１２に二点鎖線で示すように、第１充填空間Ａにおいて支柱９１と載荷柱９３の連結方向（図１２の上下方向）の寸法が領域Ｂ１よりも大きい領域Ａ１にせん断破壊面が生じたため、斜めせん断ひび割れが発生したためと考えられる。
　また、比較例２では、相対変形量が３ｍｍを超えると、急激にせん断力が低下してしまうことが確認できた。これは、図１３に二点鎖線で示すように、支柱９１と載荷柱９３の連結方向の寸法が領域Ｂ１よりも大きい領域Ａ２にせん断破壊面が生じたため、斜めせん断ひび割れが発生したためと考えられる。
　以上から、雌型継手５の雌側脚部５１、５１の間に板状部材８、９６を設けた実施例と比較例２のせん断耐力が、異形鉄筋９５を設けた比較例１よりも優れていることが確認できた。また、板状部材８の幅寸法Ｙをα１とα２の和の２倍未満に設定した実施例のせん断耐力が、板状部材９６の幅寸法範囲Ｙをα１とα２の和の２倍を超えて設定した比較例２よりも優れていたことが確認できた。

　本発明は、良好な施工性及び安定した品質を確保して建設コストの削減及び施工期間の短縮が実現できるとともに、安定した継手部のせん断耐力を発揮させることができる鋼管矢板継手構造及び鋼管矢板基礎を提供する。このため、本発明は産業上の利用可能性を十分に有する。

１　　鋼管矢板継手構造
１’　鋼管矢板継手構造
２　　鋼管矢板
２Ａ　第１の鋼管矢板
２Ｂ　第２の鋼管矢板
３　　継手部
４　　鋼管矢板本管
４Ａ　第１の鋼管矢板本管
４Ｂ　第２の鋼管矢板本管
５　　雌型継手
６　　雄型継手
７　　充填材
８　　鋼板（板状部材）
８Ａ　曲げ鋼板（板状部材）
８Ｂ　折れ鋼板（板状部材）
５０　Ｌ型鋼材
５１　雌側脚部
５２　雌側アーム部
５３　開口部
５５　隅角部
６０　Ｌ型鋼材
６１　雄側脚部
６２　雄側アーム部
６３　突起（凹凸）
６５　隅角部
８１　突起（凹凸）
１００　　鋼管矢板基礎

Claims (10)

1. 　第１の鋼管矢板本管と；
   　前記第１の鋼管矢板本管に隣接する第２の鋼管矢板本管と；
   　前記第１の鋼管矢板本管に取り付けられる一対の雄側脚部と、前記雄側脚部から互いに遠ざかるように延出する一対の雄側アーム部とを有し、表面に凹凸が形成されている雄型継手と；
   　前記第２の鋼管矢板本管に取り付けられる一対の雌側脚部と、前記雌側脚部から互いに近づくように延出する一対の雌側アーム部とを有し、前記雄型継手に嵌合する雌型継手と；
   　前記一対の雌側脚部の間において、前記第２の鋼管矢板本管に設けられ、表面に凹凸が形成されている板状部材と；
   を備える
   ことを特徴とする鋼管矢板継手構造。
2. 　前記板状部材の幅寸法Ｙと、前記一対の雄側脚部の離間距離Ｚとが、
   　Ｙ≧Ｚ　　　（式１）
   を満たす
   ことを特徴とする請求項１に記載の鋼管矢板継手構造。
3. 　前記板状部材の幅寸法Ｙと、前記雄側脚部の長さ寸法α１と、前記雄側アーム部の長さ寸法α２とが、
   　Ｙ＜２（α１＋α２）　　　（式２）
   を満たす
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鋼管矢板継手構造。
4. 　前記雄側脚部の長さ寸法α１と、前記雌側脚部の長さ寸法β１とが、
   　α１＞β１　　　（式３）
   を満たす
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鋼管矢板継手構造。
5. 　前記雄型継手の板厚は、前記雌型継手の板厚よりも小さい
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鋼管矢板継手構造。
6. 　前記雄側アーム部と、前記雌側アーム部と、前記雄側脚部と、前記雌側脚部とにより空間が形成され、
   　前記雄型継手のうち前記空間に接する位置に、貫通孔が形成されている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鋼管矢板継手構造。
7. 　前記貫通孔は、前記雄型継手の隅角部に形成されている
   ことを特徴とする請求項６に記載の鋼管矢板継手構造。
8. 　請求項１に記載の鋼管矢板継手構造を備えた鋼管矢板基礎であって、
   　前記第１の鋼管矢板本管が前記雄型継手と前記雌型継手とを有し、
   　前記第２の鋼管矢板本管が前記雄型継手と前記雌型継手とを有する
   ことを特徴とする鋼管矢板基礎。
9. 　請求項１に記載の鋼管矢板継手構造を備えた鋼管矢板基礎であって、
   　前記第１の鋼管矢板本管が一対の前記雌型継手を有し、
   　前記第２の鋼管矢板本管が一対の前記雄型継手を有する
   ことを特徴とする鋼管矢板基礎。
10. 　請求項９に記載の鋼管矢板基礎を構築する方法であって、
    　前記第１の鋼管矢板本管を所定間隔毎に連続して埋め込む工程と；
    　隣り合う前記第１の鋼管矢板本管の間に、前記第２の鋼管矢板本管を埋め込む工程と；
    を備えることを特徴とする、請求項９に記載の鋼管矢板基礎の構築方法。

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