JP4893391B2 - 鋼管矢板の腹起こし材、腹起こし、腹起こしを用いた鋼管矢板及びその施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼管矢板の腹起こし材に係り、特にタイ材の定着部を破損や損傷から防止するものに関する。

従来より、護岸や土留め壁などに鋼管矢板を用いたタイ材式矢板壁が用いられている。
図５は、護岸施工に用いられるタイ材式の鋼管矢板壁の一例を示す断面図である。

図５に示すタイ材式鋼管矢板壁６０は、鋼管矢板１２と控え工４０ａ、４０ｂとをタイロープ又はタイロッドなどのタイ材１４ａ、１４ｂで連結して、鋼管矢板１２を根入れ地盤とタイ材１４ａ、１４ｂの取り付け点とで支承することにより、壁構造の安定性を向上させたものである。

一般に、このような施工では控え工４０ａと鋼管矢板１２の上部との間に一段のタイ材１４ａを設けることが多いが、大水深の施工で鋼管矢板壁６０の壁高が大きい場合や、護岸の面する海や河川の水底を浚渫するなどして後発的に鋼管矢板の根入れ深さが壁高に対して充分でなくなった場合、あるいは護岸の老朽化に対する補強や耐震補強を行う場合などには、図５のように、もう一つの控え工４０ｂを設け、この控え工４０ｂと鋼管矢板１２の中央部との間に、追加的にタイ材１４ｂを設置して鋼管矢板壁６０の構造を補強することがある。こうすることで、特に鋼管矢板１２にかかる曲げ応力に対する耐力を向上させることができる。

ところで、上記のような二段のタイ材１４ａ、１４ｂを採用した鋼管矢板壁６０を施工するにあたり、追加して設置されたタイ材１４ｂを鋼管矢板１２へ定着させるための定着部１９には、従来より以下のような構造が用いられている。

図６は、図５におけるタイ材１４ｂと鋼管矢板１２との定着部１９を拡大した断面図であり、図７はその平面図である。

図６及び図７に示すように、タイ材１４ｂは鋼管矢板１２同士の連結部を貫通するように設置され、その貫通した端部に、タイ材１４ｂから鋼管矢板１２へ反力を伝達するための溝形鋼５４が上下からこの端部を挟むように設けられる。そして、タイ材１４ｂの端部に、溝形鋼連結板４８及び支圧板５０を挿通させて、ねじ構造とされたタイ材１４ｂの先端部にナット２８を螺着することにより鋼管矢板１２にタイ材１４ｂが定着される。
また、溝形鋼５４と鋼管矢板１２との間には、溝形鋼５４から鋼管矢板１２へ伝達される応力を分散させるために増し打ち材５６が充填されることもある。

しかしながら、図６及び図７に示される構成では、鋼管矢板１２の中央部側面において定着部１９が水側（図中左側）へ突出することになるため、例えば、船舶等が着岸する場合には、船体が揺動するなどしてこの定着部１９に接触し、定着部１９が破損されることによりタイ材１４ｂが外れるおそれがある。また、接触が直接破損に至らしめない小さい損傷を与える程度のものであっても、定着部１９は常に水に曝されるためにその損傷部から次第に腐食が進行して、やがてタイ材１４ｂが外れるおそれもある。さらに、接触によって定着部だけでなく船体にも損傷や破損を与えるおそれもある。

また、浚渫にともなって新たにタイ材１４ｂを設置するような場合には、鋼管矢板１２が経年使用により土水圧から影響を受けて、変形されていたり、施工当初の設置位置から移動していたりするなどして、溝形鋼５４と鋼管矢板１２との接触が不十分となり、応力を伝達できないおそれがある。一方、接触する部分では局所的に大きな応力が鋼管矢板１２にかかってしまうために、鋼管矢板１２が変形してしまうおそれもある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、鋼管矢板をタイ材で支持するにあたり、簡易な構成で、タイ材端部の定着部を防護することが可能であり、更には鋼管矢板に局所的に大きな力がかかるのを防止することが可能な鋼管矢板の腹起こし材、腹起こし、腹起こしを用いた鋼管矢板及びその施工方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、連続して設置された複数の鋼管矢板に対して水側から当接する、水平方向に延びる当接板を有し、引張補強材の一端部が定着されて前記複数の鋼管矢板を支持する腹起こし材であって、前記当接板は隣接する前記鋼管矢板の間の谷部へ入り込むように張り出す張出部を有し、この張出部に前記引張補強材が定着されるように構成されていることを特徴とする（第１の発明）。

本発明による鋼管矢板の腹起こし材によれば、タイ材の定着部が鋼管矢板間の側面の谷部に入り込んだ位置で定着されることになるので、定着部の鋼管矢板から突出する高さを小さくすることができる。これにより、船体等の外部物体が定着部に接触する可能性を低減し、定着部の破損や損傷を防止することができる。なお、引張補強材は、例えばタイロッドやタイロープなどのタイ材である。

第２の発明は、第１の発明において、前記当接板は、前記張出部の両側に前記鋼管矢板の外周と当接する湾曲部を備えることを特徴とする。
本発明による鋼管矢板の腹起こし材によれば、タイ材から鋼管矢板へ応力が面的に分散して伝達することができるので、局所的に大きな応力が鋼管矢板にかかることはない。これにより、鋼管矢板の変形を抑えつつ、鋼管矢板に十分に応力を伝達させることができる。また、鋼管矢板へ応力が分散して伝達することができるために、増し打ち材等を充填する必要もなく、施工コストを削減できる。

第３の発明は、第１又は２の発明において、前記引張補強材の一端部が定着される定着部を保護する保護部を備え、前記保護部は、前記当接板の上縁及び下縁の少なくともいずれかに設けられ、前記引張補強材の前記一端側へ、前記定着部の突起長よりも大きく突出するリブ板であることを特徴とする。
本発明による鋼管矢板の腹起こし材によれば、リブ板である保護部により外部物体から定着部を防護して、定着部の突出部の破損や損傷を防止することができるとともに、リブ板によりタイ材から腹起こし材の定着部にかかる反力に効果的に抵抗できる。

第４の発明は、鋼管矢板の腹起こしであって、請求項１〜３のいずれかに記載の腹起こし材が複数の前記鋼管矢板間に設けられ、隣接する腹起こし材が互いに連結されてなることを特徴とする。
本発明による鋼管矢板の腹起こしによれば、タイ材と鋼管矢板間の応力を均等かつ分散させて伝達することができる。これにより、鋼管矢板の変形を回避するとともに、タイ材が十分に鋼管矢板を支持することができる。

第５の発明は、第４の発明において、前記腹起こし材が２本の前記鋼管矢板毎に設けられていることを特徴とする。
本発明による鋼管矢板の腹起こしによれば、腹起こし材が２本の鋼管矢板毎に設けられることで、腹起こし材が連続して設置される鋼管矢板の夫々の外周側面に必ず接触できる配置となり、全ての鋼管矢板に応力を均等かつ分散させて伝達することができる。

第６の発明は、鋼管矢板であって、請求項４又は５に記載の腹起こしを用いて支持されたことを特徴とする。

第７の発明は、鋼管矢板の施工方法であって、複数の鋼管矢板を連続して打設すると共に、隣接する鋼管矢板を継手により連結し、前記継手に挿通孔を形成し、他端が控え工に連結された引張補強材の一端部を前記挿通孔に挿通し、請求項１〜３の何れかに記載の腹起こし材を、隣接する前記鋼管矢板の間の谷部に前記張出部が入り込むように設置すると共に、前記挿通孔に挿通した引張補強材の一端部を前記張出部に定着し、隣接する前記腹起こし材を連結することを特徴とする。

本発明によれば、鋼管矢板をタイ材で支持するにあたり、簡易な構成で、タイ材端部の定着部を防護することが可能であり、更には鋼管矢板に局所的に大きな力がかかるのを防止することが可能な鋼管矢板の腹起こし材、腹起こし、腹起こしを用いた鋼管矢板及びその施工方法を提供できる。

以下、本発明の好ましい一実施形態について図面に基づき詳細に説明する。
下記に示す説明において、図５又は図６と同様の構成を用いたものと対応する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る腹起こし材が鋼管矢板に設置された状態を模式的に示す斜視図である。
図１に示すように、本実施形態における腹起こし材１０は、タイ材１４ｂの張力を鋼管矢板１２に伝達させるために、鋼管矢板１２の水平表面に沿って水平方向に伸びるように設けられ、互いに連結されることで腹起こし１１を構成している。

図２は、図１の腹起こし材の設置部分を示す拡大斜視図であり、図３は、図１を鋼管矢板の継手部分で切断した鉛直断面図であり、図４は図１の平面図である。
図２に示すように、腹起こし１１は、当接板１０１とリブ板１０２からなる腹起こし材１０が接続プレート３０により水平方向に連結されて構成されている。なお、腹起こし１１を構成する腹起こし材１０の連結方向の長さは、例えば、連続する鋼管矢板１２の外径の２本分程度の長さとなっている。

図４により詳細に示すように、当接板１０１は、平面状に形成されると共に、隣接する鋼管矢板１２間の谷部内へ張り出した張出部１０１ａと、この張出部１０１ａの両側から鋼管矢板１２の外周とほぼ同じ曲率で湾曲された湾曲部１０１ｂとを備え、湾曲部１０１ｂが隣接する各鋼管矢板１２の外周表面に当接している。そして、張出部１０１ａには、貫通穴１６が設けられており、タイ材１４ｂの端部が貫通穴１６を貫通して、ナット２８等からなる定着部１８により張出部１０１ａに定着されている。なお、定着部１８の詳細については後述する施工手順の説明において述べる。

リブ板１０２は、その鋼管矢板１２側の辺が当接板１０１の水平断面形状と同一形状に形成され、この辺において当接板１０１の上下縁部に溶接等により接合されている。また、リブ板１０２の鋼管矢板１２とは反対側の辺は直線形状とされており、上記の定着部１８は上下のリブ板１０２の間の空間に収容されるようになっている。

次に腹起こし材１０の鋼管矢板１２への設置手順について説明する。
図３及び図４に示すように、鋼管矢板１２間は、例えば、二港湾（Ｌ−Ｔ）型などの継手２０によって連結されているため、先ず、この継手２０にタイ材１４ｂを挿通するための挿通孔２２を穿孔する。上記のように、タイ材１４ｂの端部が挿通孔２２と腹起こし材１０の貫通穴１６を通じて定着されるので、継手２０の部位うち、腹起こし材１０の貫通穴１６が配置される位置にこの挿通孔２２を形成していく。また、挿通孔２２の形状は、タイ材１４ｂの挿入に支障のないようにタイ材１４ｂの直径及び傾きを考慮して穿孔する。なお、水中においての穿孔作業となる場合には、例えば、水中ガス切断法を用いる。

次に、図５で説明した控え工４０ｂの設置、及び控え工４０ｂから鋼管矢板１２へ連結するタイ材１４ｂの設置を行う。

図８は、控え工４０ｂ、及び控え工４０ｂから鋼管矢板１２へ連結するタイ材１４ｂの設置手順を説明するための図である。

図８に示すように、控え工４０ｂ及びタイ材１４ｂの設置は、その設置位置が地中であるために、例えば、控え工４０ｂの設置位置の地表位置４２から立坑４４を所定深度まで形成し、その立坑４４に搬入した掘削機等によって、立坑４４内から鋼管矢板１２の定着部１９の位置まで掘削し、掘削された削孔に埋設管４６を設置してタイ材１４ｂを挿通することにより行う。このとき、タイ材１４ｂの鋼管矢板１２側の端部は、挿通孔２２に挿通されて水側へ突出するように設置される（図３及び図４参照）。なお、これらの施工作業は、腹起こしに設置されるタイ材１４ｂ毎に行われ、これらの施工によって形成された立坑４４はすべての作業の終了後、埋め戻されることになる。

次に、先に説明した腹起こし材１０を、貫通穴１６にタイ材１４ｂの端部が挿通されるように設置し、貫通穴１６を挿通したタイ材１４ｂの端部に支圧板固定プレート２４及び支圧板２６を設置してナット２８で固定する。支圧板固定プレート２４は、タイ材１４ｂ先端側の面がタイ材１４ｂの傾斜方向に応じた傾斜面となっており、これにより支圧板２６が上記傾斜面に密着すると共に、上記傾斜面の反対側の面が腹起こし材１０の当接板１０１に密着することで、タイ材１４ｂが傾斜して設置される場合に、支圧板２６にかかる応力を腹起こし材１０に無理なく伝達させることができるようになっている。このとき、先に述べたようにタイ材１４ｂの定着部１８が、腹起こし材１０のリブ板１０２の水側方向への張り出し幅よりも突出しないように施工しておく。

これら各腹起こし材１０の設置の完了後、接続プレート３０を用いて腹起こし材１０同士の連結を行う。先ず、接続プレート３０を隣接する腹起こし材１０のリブ板１０２間に跨るように置く。接続プレート３０には予め連結穴３２が形成されているので、その連結穴３２に基づいてリブ板１０２にも同位置にドリル等を用いて連結穴３２を形成する。そして、接続プレート３０とリブ板１０２との連結穴３２をボルト等で締結する。これらの作業を、腹起こし材の上下のリブ板１０２間に対して、また、すべての腹起こし材１０間に対して施工する。

最後に、鋼管矢板１２を通じて水側と陸側との土砂及び水の往来を遮断するために、穿孔した貫通穴周辺を粘土セメント３４でシールすることで、鋼管矢板壁６０が構築される。

以上説明した本実施形態による腹起こし材１０によれば、当接板１０１が、平面状に形成されると共に、隣接する鋼管矢板１２間の谷部内へ張り出した張出部１０１ａを有していることにより、タイ材１４ｂが谷部に入り込んだ位置で鋼管矢板１２に定着されることになるので、定着部１８の鋼管矢板１２から突出する高さを小さくすることができる。これにより、船体等の外部物体が定着部１８に接触する可能性を低減し、定着部１８の破損や損傷を防止することができる。

さらに、本実施形態による腹起こし材１０によれば、当接板１０１が張出部１０１ａの両側から鋼管矢板１２の外周とほぼ同じ曲率で湾曲された湾曲部１０１ｂを有していることにより、タイ材１４ｂから鋼管矢板１２へ応力が面的に分散して伝達することができるので、局所的に大きな応力が鋼管矢板１２にかかることはない。これにより、鋼管矢板１２の変形を抑えつつ、鋼管矢板１２に十分に応力を伝達させることができる。また、鋼管矢板１２へ応力を分散して伝達することができるので、図７において説明した増し打ち材５６等を充填する必要もなく、施工コストを削減できる。

また、本実施形態による腹起こし材１０によれば、リブ板１０２が、その鋼管矢板１２側の辺が当接板１０１の水平断面形状と同一形状に形成され、この辺において当接板１０１の上下縁部に溶接等により接合されていることにより断面性能が向上し、タイ材１４ｂから当接板１０１へかかる反力に効果的に抵抗できる。

さらに、上記の定着部１８は上下のリブ板１０２の間の空間に収容されるようになっていることにより、リブ板１０２が船体等の外部物体から定着部１８を防護することになるので、定着部１８の破損や損傷を防止することができる。

また、本実施形態による腹起こし材１０によれば、２本の鋼管矢板１２毎に設けられることで、腹起こし材１０が連続して設置される鋼管矢板１２の夫々の外周側面に必ず接触できる配置となり、さらに隣接する腹起こし材１０同士も接続プレート３０によって連結される構成となるので、タイ材１４ｂと鋼管矢板１２間の応力を均等かつ分散させて伝達することができる。これにより、鋼管矢板１２の変形を回避するとともに、各タイ材１４ｂによる支持力を十分に鋼管矢板１２へ伝達させることができる。

なお、本実施形態による腹起こし材１０は、鋼管矢板１２の中央部の側面にタイ材１４ｂ設置する際に用いることとして説明したが、これに限らず、タイ材１４ａを鋼管矢板１２に定着する際にも用いてもよい。

また、本実施形態による鋼管矢板壁６０は、護岸施工に用いることとして説明したが、これに限らず、土留め壁に用いてもよい。

本実施形態に係る腹起こし材が鋼管矢板に設置された状態を模式的に示す斜視図である。 図１の腹起こし材の設置部分を示す拡大斜視図である。 図１を鋼管矢板の継手部分で切断した鉛直断面図である。 図１の平面図である。 護岸施工に用いられるタイ材式の鋼管矢板壁の一例を示す構造断面図である。 図５におけるタイ材と鋼管矢板との定着部を拡大した断面図である。 図５におけるタイ材と鋼管矢板との定着部を拡大した平面図である。 控え工、及び控え工から鋼管矢板１２へ連結するタイ材の設置を説明するための図である。

符号の説明

１０ 腹起こし材 １１ 腹起こし
１２ 鋼管矢板 １４ａ、１４ｂ タイ材
１６ 貫通穴 １８、１９ 定着部
２０ 継手 ２２ 挿通孔
２４ 支圧板固定プレート ２６ 支圧板
２８ ナット ３０ 接続プレート
３２ 連結穴 ６０ 鋼管矢板壁
１０１ 当接板 １０１ａ 張出部
１０１ｂ 湾曲部 １０２ リブ板

Claims (7)

1. 連続して設置された複数の鋼管矢板に対して水側から当接する、水平方向に延びる当接板を有し、引張補強材の一端部が定着されて前記複数の鋼管矢板を支持する腹起こし材であって、
   前記当接板は隣接する前記鋼管矢板の間の谷部へ入り込むように張り出す張出部を有し、この張出部に前記引張補強材が定着されるように構成されていることを特徴とする鋼管矢板の腹起こし材。
2. 前記当接板は、前記張出部の両側に前記鋼管矢板の外周と当接する湾曲部を備えることを特徴とする請求項１に記載の鋼管矢板の腹起こし材。
3. 前記引張補強材の一端部が定着される定着部を保護する保護部を備え、
   前記保護部は、前記当接板の上縁及び下縁の少なくともいずれかに設けられ、前記引張補強材の前記一端側へ、前記定着部の突起長よりも大きく突出するリブ板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼管矢板の腹起こし材。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の腹起こし材が複数の前記鋼管矢板間に設けられ、隣接する腹起こし材が互いに連結されてなることを特徴とする鋼管矢板の腹起こし。
5. 前記腹起こし材が２本の前記鋼管矢板毎に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の鋼管矢板の腹起こし。
6. 請求項４又は５に記載の腹起こしを用いて支持されたことを特徴とする鋼管矢板。
7. 鋼管矢板の施工方法であって、
   複数の鋼管矢板を連続して打設すると共に、隣接する鋼管矢板を継手により連結し、
   前記継手に挿通孔を形成し、
   他端が控え工に連結された引張補強材の一端部を前記挿通孔に挿通し、
   請求項１〜３の何れかに記載の腹起こし材を、隣接する前記鋼管矢板の間の谷部に前記張出部が入り込むように設置すると共に、前記挿通孔に挿通した引張補強材の一端部を前記張出部に定着し、
   隣接する前記腹起こし材を連結することを特徴とする方法。

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