JP2006322230A - 鋼材付き鋼矢板及びその施工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 地中に鉄筋コンクリート造の構造物を構築する際に、山留め壁及び構造物のせき板として使用される鋼矢板に、コンクリートからのせん断力を伝達するための孔あき鋼板を接合する場合に、圧入機を用いた鋼矢板の挿入を可能にしながら、鋼矢板挿入後の孔あき鋼板の溶接作業を不要にする。
【解決手段】 地中に構築すべき鉄筋コンクリート造の構造物7を包囲するようにその周方向に隣接しながら地中に挿入される鋼矢板において、前記鋼矢板を構成する鋼矢板本体2の前記構造物7側を向いた面の幅方向中央部、もしくはその付近にボルト孔3aを有する鋼材3を溶接しておく。
【選択図】 図1
【解決手段】 地中に構築すべき鉄筋コンクリート造の構造物7を包囲するようにその周方向に隣接しながら地中に挿入される鋼矢板において、前記鋼矢板を構成する鋼矢板本体2の前記構造物7側を向いた面の幅方向中央部、もしくはその付近にボルト孔3aを有する鋼材3を溶接しておく。
【選択図】 図1
Description
本発明は地中にフーチング等の鉄筋コンクリート造の構造物を構築する際に、山留め壁及び構造物のせき板として使用され、圧入機等を用いて地中に挿入される鋼材付き鋼矢板、及びそれを用いた鋼材付き鋼矢板の施工方法に関するものである。
地中にフーチング等の鉄筋コンクリート造の構造物を構築する場合、山留めをしながら、打設コンクリートのせき板と地盤へのせん断力伝達部材等を兼ねる鋼矢板を地中に先行して挿入し、鋼矢板で囲まれた領域の土砂を排出した後に、鉄筋の配筋とコンクリートの打設が行われる(特許文献1参照)。
この場合、コンクリートからの鉛直方向のせん断力を鋼矢板に伝達するために鋼矢板の内周面(構造物側の面)に孔あき鋼板を溶接する他、構造物に作用する曲げモーメントによる引張力を鋼矢板に伝達するためにその孔あき鋼板の孔にアンカー筋等の鉄筋を接続することがある(特許文献2参照)。
この場合、コンクリートからの鉛直方向のせん断力を鋼矢板に伝達するために鋼矢板の内周面(構造物側の面)に孔あき鋼板を溶接する他、構造物に作用する曲げモーメントによる引張力を鋼矢板に伝達するためにその孔あき鋼板の孔にアンカー筋等の鉄筋を接続することがある(特許文献2参照)。
鋼矢板の挿入は振動の発生が少ない圧入機を用いて行われることが多いが、圧入機のチャックは鋼矢板のウェブを板厚方向に挟むため、圧入機を用いる場合には鋼矢板の挿入前に孔あき鋼板を鋼矢板に溶接しておくことはできない。
従って孔あき鋼板を鋼矢板に溶接する時期は鋼矢板を地中に挿入し、鋼矢板で囲まれた内部の土砂を排出した後になるが、溶接が地中での作業になるため、作業性が極端に低下する。また鉛直面に沿った溶接になるため、溶接だれが生じ、溶接自体の信頼性も低下する。
従って孔あき鋼板を鋼矢板に溶接する時期は鋼矢板を地中に挿入し、鋼矢板で囲まれた内部の土砂を排出した後になるが、溶接が地中での作業になるため、作業性が極端に低下する。また鉛直面に沿った溶接になるため、溶接だれが生じ、溶接自体の信頼性も低下する。
本発明は上記背景より、圧入機を用いた鋼矢板の挿入が可能でありながら、鋼矢板挿入後の溶接作業を不要にする鋼材付き鋼矢板、及びそれを用いた鋼材付き鋼矢板の施工方法を提案するものである。
請求項1に記載の発明の鋼材付き鋼矢板は、地中に構築すべき鉄筋コンクリート造の構造物を包囲するようにその周方向に隣接しながら地中に挿入される鋼矢板において、前記鋼矢板を構成する鋼矢板本体の前記構造物側を向いた面の幅方向中央部、もしくはその付近にボルト孔を有する鋼材が溶接されていることを構成要件とする。
圧入機8のチャック9は図3〜図5に示すように鋼矢板を把持するときに鋼矢板側へ移動する可動部91と受け部92からなり、鋼矢板本体2の凸面側になる受け部92と凹面側になる可動部91の各幅方向中央部にウォータージェット併用工法やグラウト注入併用工法等のための注入口(70mm×70mm程度以上)92a、91aが形成されており、この注入口92a、91aはチャック9が鋼矢板本体2を把持した状態でも塞がれることがない。図3は鋼矢板本体2を把持していない状態のチャック9を、図4は鋼矢板本体2を把持した状態のチャック9を示す。図5は鋼矢板本体2と圧入機8のチャック9との関係を示した図3−(b)の拡大図である。
そこで、可動部と受け部の各注入口の空間を利用し、その空間内に納まる断面形状の、ボルト孔を有する鋼材を予め鋼矢板本体の構造物側に溶接しておくことで、圧入機を用いた鋼材付き鋼矢板の地中への挿入後に鋼矢板本体に孔あき鋼板をボルトにより接合することが可能になる。各注入口は70〜75mm×70〜80mm程度の空間を持つため、そこに納まる範囲で鋼材の断面(厚さ×幅、または幅×高さ)には自由な形状と寸法が与えられる。
孔あき鋼板のボルトによる接合が可能になる結果、鋼矢板本体挿入後の溶接作業がなくなり、溶接に依存する場合の作業性低下の問題が解消され、信頼性低下の問題も解消される。鋼矢板本体への孔あき鋼板の接合は鋼矢板本体の挿入後に、鋼材にボルトを締め付けることにより行われ、ボルトによる接合であるため、溶接による場合より作業性と作業効率が向上し、工期の短縮が図られる上、接合した状態の信頼性も向上する。
鋼材は注入口の空間内に納まるよう、鋼矢板本体の構造物側を向いた凸面側、または凹面側の幅方向中央部、もしくはその付近に位置し、鉛直面をなすように、またはそれに近い状態で鋼矢板本体の材軸方向に沿う形で溶接され、鋼材の鋼矢板本体への溶接により鋼材付き鋼矢板が構成される。
全鋼矢板本体に鋼材を溶接するとすれば、鋼矢板本体の凸面側に鋼材を溶接した鋼材付き鋼矢板と、凹面側に鋼材を溶接した鋼材付き鋼矢板を用意する必要があるが、注入口はチャックの可動部と受け部の双方にあり、鋼矢板本体の凸面側と凹面側のいずれにも鋼材を溶接しておくことができるため、全鋼矢板本体に鋼材を溶接しておき、孔あき鋼板を接合することはできる。
鋼矢板本体はウェブとフランジを有する溝形断面をし、隣接する鋼矢板本体は、ウェブの凸面側が交互に地山側と根切り(構造物)側を向いて互いに連結される。また孔あき鋼板は必ずしも全鋼矢板本体に接合される必要はなく、1本置き等の鋼矢板本体に接合されてもよいことから、前記した鋼矢板本体の、構築すべき構造物側とは、ウェブの凸面側と凹面側のいずれかになる場合と、双方になる場合がある。
いずれの場合にも鋼矢板本体に溶接される鋼材の断面が圧入機のチャックとの干渉が生じない大きさに抑えられることで、鋼材付き鋼矢板が運搬時や仮置き時に格別嵩張ることはない。また鋼材と圧入機のチャックとの干渉が生じないことで、鋼材付き鋼矢板は鋼矢板本体のみの場合と同様の要領で圧入機によって地中に挿入される。
請求項1では圧入機による挿入を可能にする目的で、鋼矢板本体に予め鋼材を溶接しているが、鋼材付き鋼矢板の挿入は必ずしも圧入機によって行われなければならないことはないため、振動の発生が問題にならなければ、バイブロハンマによっても行われる。
請求項2に記載の発明は、地中に構築すべき鉄筋コンクリート造の構造物を包囲するようにその周方向に隣接させながら、請求項1に記載の鋼材付き鋼矢板を地中に挿入し、鋼材付き鋼矢板で囲まれた領域の内側の土砂を排出した後、鋼材付き鋼矢板の鋼材に孔あき鋼板をボルトにより接合することを構成要件とする鋼材付き鋼矢板の施工方法である。
鋼材付き鋼矢板は上記のように圧入機に対応した形をしていることから、地中への挿入は基本的に圧入機を用いて行われるが、バイブロハンマを用いても行われる他、両者を併用しても行われる。
地中に挿入された請求項1の鋼材付き鋼矢板の鋼材に孔あき鋼板をボルト接合することにより請求項2の鋼材付き鋼矢板の施工が終了するが、孔あき鋼板の接合が溶接に依らないことで、請求項2に記載の発明は請求項1に記載の発明が有する利益を引き継ぐため、溶接による場合より接合作業が単純化され、孔あき鋼板の鋼材への一体化の確実性が高まる上、工期の短縮が図られる。
上記の通り、本発明では圧入機のチャックに形成されている注入口の空間内に納まる、ボルト孔を有する鋼材を予め鋼矢板本体の、構築すべき構造物側に溶接しておくため、圧入機を用いた鋼矢板本体の地中への挿入後に鋼矢板本体に孔あき鋼板をボルトにより接合することができる。
鋼矢板本体挿入後に孔あき鋼板を溶接する必要がなくなるため、溶接に依存する場合の作業性低下の問題と信頼性低下の問題が解消され、溶接による場合より作業性と作業効率が向上し、工期の短縮を図ることができる。
鋼矢板本体挿入後に孔あき鋼板を溶接する必要がなくなるため、溶接に依存する場合の作業性低下の問題と信頼性低下の問題が解消され、溶接による場合より作業性と作業効率が向上し、工期の短縮を図ることができる。
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明は図6−(b)、図7に示すように地中に構築すべき鉄筋コンクリート造の構造物7を包囲するようにその周方向に隣接しながら地中に挿入される鋼矢板において、図1、図2に示すように鋼矢板本体2の前記構造物7側を向いた面の幅方向中央部、もしくはその付近にボルト孔3aを有する鋼材3が溶接された鋼材付き鋼矢板1である。
鋼矢板本体2はウェブ2aとフランジ2bを有するU形鋼矢板であり、鋼材3は鋼矢板本体2のウェブ2aの構造物7側の面に、鋼矢板本体2の材軸方向に沿うように溶接される。材軸方向に沿うとは、図1、図2に示すように鋼材3が材軸方向に連続する場合の他、材軸方向に間隔を隔て、断続的に配置される場合もあることを言い、断続的に配置される場合には必ずしも同一線上に配置される必要はない。鋼材付き鋼矢板1の地中への挿入後、鋼材3には孔あき鋼板4がボルト5により接合される。
鋼矢板本体2の構造物7側を向いた面とは、前記のようにウェブ2aの凸面側と凹面側のいずれか、または双方を指し、全鋼矢板本体2に鋼材3を溶接する場合にはウェブ2aの凸面側に鋼材3を溶接した図1に示す鋼材付き鋼矢板1と、凹面側に鋼材3を溶接した図2に示す鋼材付き鋼矢板1が用意される。1本置き等の鋼矢板本体2に鋼材3を溶接する場合には図1に示す鋼材付き鋼矢板1と、図2に示す鋼材付き鋼矢板1のいずれかが用意される。
鋼材3の、孔あき鋼板4が重なる板要素には孔あき鋼板4を接合するためのボルト5が挿通するボルト孔3aが長さ方向に間隔を隔てて穿設され、鋼材3は側面において鋼矢板本体2のウェブ2aに溶接される。図1、図2ではボルト孔3aを一列に配列させているが、許容される鋼材3の形状や寸法の範囲内でボルト孔3aを幅方向に並列させて、または千鳥状に形成することもある。
図面では鋼材3にフラットバー、もしくはプレートを使用しているが、鋼材3の断面積が圧入機8のチャック9の可動部91と受け部92のいずれかの注入口91a、92aの空間に納まる大きさであれば鋼材3の種類は問われず、この他、山形鋼、溝形鋼等も使用される。図面ではまた、ウェブ2aの面に平行にボルト5が挿通するよう、ボルト孔3aが形成された板要素をウェブ2aに溶接しているが、鋼材3に山形鋼等を使用し、ウェブ2aに直交する方向の板要素にボルト孔3aを形成し、ウェブ2aの面に垂直にボルト5を挿通させる場合もある。
鋼材3には鉛直方向のせん断力伝達部材である孔あき鋼板4が接合されることから、孔あき鋼板4を鋼矢板本体2のウェブ2aの中心に位置させる場合には、鋼材3は図5に示すように注入口91a,92aの空間に納まる範囲でウェブ2aの中心に関して片側へ寄った位置に溶接される。
孔あき鋼板4にはプレートの他、山形鋼、溝形鋼等が使用され、鋼矢板本体2のウェブ2aに垂直な面をなす板要素(孔あき鋼板4のウェブ)に長さ方向に間隔を隔て、構造物7のコンクリートが入り込むことによりコンクリートからのせん断力を鋼材付き鋼矢板1に伝達するための孔4aが穿設される。孔4aにはまた、例えば構造物7に働く曲げモーメントによる引張力を鋼矢板本体2に伝達するためのアンカー筋6が係合して接続される。孔あき鋼板4の、鋼材3のボルト孔3aに重なる位置にはボルト5が挿通するボルト孔4bが穿設される。
図8に示すように鋼材付き鋼矢板1の地中への挿入に圧入機8が使用される場合、鋼材付き鋼矢板1は図5に示すようにチャック9の可動部91と受け部92に把持された状態で地中に圧入され、図6−(b)、図7に示すように平面上、構築すべき構造物7を包囲するようにその周方向に隣接しながら、閉じた形に配置される。鋼材付き鋼矢板1は図9に示すように構造物7の底面より下方に十分な根入れ深さを確保できる長さを有する。
鋼材付き鋼矢板1は圧入機8のチャック9を反転させることによりウェブ2aの向きを変えながら鋼矢板本体2が圧入され、図6−(b)に示すように全鋼材3が構造物7側を向いて配列する。図6−(a)は鋼材付き鋼矢板1の単体を示す。
鋼材付き鋼矢板1の地中への圧入後、鋼材付き鋼矢板1で包囲された領域の土砂を構造物7の底面のレベルまで掘削し、排出した後に、鋼材付き鋼矢板1の鋼材3に孔あき鋼板4が双方のボルト孔4b、3aを貫通するボルト5とそれに螺合するナット5aによって接合される。鋼材付き鋼矢板1への孔あき鋼板4の接合によって鋼材付き鋼矢板1の施工が終了する。
孔あき鋼板4の孔4aには図9〜図11に示すように必要により構造物7と鋼材付き鋼矢板1との間で曲げモーメントを伝達するためのアンカー筋6が接続される。アンカー筋6は例えばその孔あき鋼板4側に形成されているフック6aが孔4a内に差し込まれることにより接続される。
アンカー筋6はまた、孔あき鋼板4側がループ状に閉じた形で形成される場合もあり、その場合のアンカー筋6の接続をし易くするために、孔あき鋼板4の孔4aは鉤状に、孔あき鋼板4の側面や端面から切り欠かれた形に形成されることもある。図9は構造物7であるフーチング上に橋脚を構築している様子を示しており、図10は図9の一部を拡大した図、図11は図10の平面図である。
1………鋼材付き鋼矢板
2………全鋼矢板本体
2a……ウェブ
2b……フランジ
3………鋼材
3a……ボルト孔
4………孔あき鋼板
4a……孔
4b……ボルト孔
5………ボルト
5a……ナット
6………アンカー筋
6a……フック
7………構造物
8………圧入機
9………チャック
91……可動部
91a…注入口
92……受け部
92a…注入口
2………全鋼矢板本体
2a……ウェブ
2b……フランジ
3………鋼材
3a……ボルト孔
4………孔あき鋼板
4a……孔
4b……ボルト孔
5………ボルト
5a……ナット
6………アンカー筋
6a……フック
7………構造物
8………圧入機
9………チャック
91……可動部
91a…注入口
92……受け部
92a…注入口
Claims (2)
- 地中に構築すべき鉄筋コンクリート造の構造物を包囲するようにその周方向に隣接しながら地中に挿入される鋼矢板において、前記鋼矢板を構成する鋼矢板本体の前記構造物側を向いた面の幅方向中央部、もしくはその付近にボルト孔を有する鋼材が溶接されていることを特徴とする鋼材付き鋼矢板。
- 地中に構築すべき鉄筋コンクリート造の構造物を包囲するようにその周方向に隣接させながら、請求項1に記載の鋼材付き鋼矢板を地中に挿入し、前記鋼材付き鋼矢板で囲まれた領域の内側の土砂を排出した後、前記鋼材付き鋼矢板の前記鋼材に孔あき鋼板をボルトにより接合することを特徴とする鋼材付き鋼矢板の施工方法。
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JP2005146904A JP2006322230A (ja) | 2005-05-19 | 2005-05-19 | 鋼材付き鋼矢板及びその施工方法 |
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JP2017155425A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼矢板壁 |
JP2021161817A (ja) * | 2020-04-02 | 2021-10-11 | 鹿島建設株式会社 | 接合構造および接合方法 |
CN113981989A (zh) * | 2021-11-27 | 2022-01-28 | 湖北武桥岩土工程有限公司 | 桥梁主墩承台基坑支护结构及其施工方法 |
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2005
- 2005-05-19 JP JP2005146904A patent/JP2006322230A/ja active Pending
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