土留め壁構造及び土留め壁構造の構築方法
【課題】シールド掘削機による掘削が可能であり、さらに強度を向上させることができる土留め壁構造を提供することである。
【解決手段】Ｈ型鋼材２の端部と、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させた複数の板状部材３〜６を重ねて構成した複合体１０の端部とを接合して成る土留め壁構造において、複合体１０と接合されるＨ型鋼材２の端部の一対のフランジ１２が、ウエブ１１を残して切り欠かれ、一対の複合体１０の端部が、前記Ｈ型鋼材２のウエブ１１を挟んで、フランジ１２の切り欠いた部位まで至るよう設けられ、前記複合体１０の側面が、前記Ｈ型鋼材２の残されたフランジ部分の外面と略面一となるように構成する。
【解決手段】Ｈ型鋼材２の端部と、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させた複数の板状部材３〜６を重ねて構成した複合体１０の端部とを接合して成る土留め壁構造において、複合体１０と接合されるＨ型鋼材２の端部の一対のフランジ１２が、ウエブ１１を残して切り欠かれ、一対の複合体１０の端部が、前記Ｈ型鋼材２のウエブ１１を挟んで、フランジ１２の切り欠いた部位まで至るよう設けられ、前記複合体１０の側面が、前記Ｈ型鋼材２の残されたフランジ部分の外面と略面一となるように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘削機の発進部及び到達部に設置される土留め壁構造及び土留め壁構造の構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の土留め壁構造は、鉄筋コンクリートで構成されていたが、鉄筋コンクリート製の土留め壁構造は、シールド掘削機による掘削が困難である。そのため、シールド掘削機の発進時や到達時には、土留め壁構造部材を人力で打ち壊す必要があり、手間が掛かった。よって、このような手間がかからない土留め壁構造が発案され、シールド掘削機による掘削が可能な土留め壁構造が、例えば特許文献１や特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７５９０号公報
【特許文献２】特開２００２−３８８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び特許文献２に開示されている土留め壁構造及びシールド掘進用立坑壁は、離間させたＨ型鋼材の対向する両端部を、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させた複数の板状部材を重ねた複合体で接続して構成されている。すなわち、この複合体の部分は、シールド掘削機によって容易に破壊することができ、人力で打ち壊す必要がなく、当初の問題は解決された。
【０００５】
ところで土留め壁構造は、従来の土留め壁構造部材が鉄筋コンクリート製であることからわかるように、相当な強度を有している必要がある。しかし、特許文献１及び特許文献２に開示されている構成は、Ｈ型鋼材の途中の部分が、言わば切断されているようなものであり、従来の土留め壁構造部材よりも強度的に不利である。
【０００６】
そこで本発明は、シールド掘削機による掘削が可能であり、さらに強度を向上させることができる土留め壁構造及び土留め壁構造の構築方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための請求項１の発明は、Ｈ型鋼材の端部と、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させて構成した掘削可能部材の端部とを接合し、前記掘削可能部材が掘削機により掘削される土留め壁構造において、前記Ｈ型鋼材の一対のフランジが、ウエブを残して端部から所定長さ切り欠かれ、一対の掘削可能部材の端部が、前記Ｈ型鋼材のウエブを挟んで、フランジの切り欠いた部位まで至るよう設けられ、前記掘削可能部材の側面が、前記Ｈ型鋼材の残されたフランジ部分の外面と略面一となるように構成されたことを特徴とする土留め壁構造である。
【０００８】
請求項１の発明の土留め壁構造では、掘削可能部材と接合されるＨ型鋼材の端部の一対のフランジが、ウエブを残して切り欠かれ、一対の掘削可能部材の端部が、前記Ｈ型鋼材のウエブを挟んで、フランジの切り欠いた部位まで至っている（達している）ので、端部のフランジ部分を切り欠かない場合と比較して掘削可能部材の接合部分の断面積が大きくなる。ここで「フランジの切り欠いた部位まで至るように」とは、一対の掘削可能部材の端部が、フランジの切り欠いた部位（当接部）に接近乃至当接するように設けることを言う。
すなわち、Ｈ型鋼材の端部のフランジに干渉されることなく掘削可能部材の端部の断面積を拡張できる。その結果、断面係数も大きくなり複合体の強度が増す。すなわち、Ｈ型鋼材よりも強度が弱い掘削可能部材側の断面係数が改善され、接合部分における土留め壁構造部材の強度を高くすることができる。
よって、土留め壁構造部材のＨ型鋼材と掘削可能部材の接合部分は、強度を確保して土留め壁として良好に機能することができると共に、シールド掘削機によって掘削可能部材を掘削することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、前記掘削可能部材が、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させた複数の板状部材を重ねて構成した複合体であることを特徴とする請求項１に記載の土留め壁構造である。
【００１０】
請求項２の発明の土留め壁構造では、掘削可能部材を、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させた複数の板状部材を重ねて構成した複合体としたので、接合部分における土留め壁構造部材の強度が向上する。
【００１１】
請求項３の発明は、前記板状部材の端部と前記Ｈ型鋼材の端部との間に接着板が設けられ、前記接着板は前記板状部材の間に挟まれており、前記接着板は、切り欠かれずに残されたＨ型鋼材の内面に溶接されて取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の土留め壁構造である。
【００１２】
請求項３の発明の土留め壁構造では、板状部材の端部とＨ型鋼材の端部との間に接着板が設けられ、接着板はＨ型鋼材の内面に溶接されて取り付けられているので、掘削可能部材とＨ型鋼材の接続部分の強度が向上する。
【００１３】
請求項４の発明は、掘削可能部材の端部が、切り欠かれずに残された前記Ｈ型鋼材のフランジの端部と当接していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれかに記載の土留め壁構造である。
【００１４】
請求項４の発明の土留め壁構造では、掘削可能部材が、除去されて形成されたＨ型鋼材のフランジの端部と当接しているので、土留め壁構造部材を地中に打ち込む際の土留め壁構造部材の強度が向上する。
【００１５】
請求項５の発明は、ウエブと掘削可能部材とが接着されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれかに記載の土留め壁構造である。
【００１６】
請求項５の発明の土留め壁構造では、Ｈ型鋼材の端部のウエブを掘削可能部材の内部に挿入し、ウエブと掘削可能部材とを接着するので、Ｈ型鋼材と掘削可能部材の接続部分の強度が向上する。
【００１７】
請求項６の発明は、切り欠かれずに残されたＨ型鋼材の各フランジの外面から掘削可能部材の側面にわたって、一の接続板で覆われ、かつ、両フランジの縁部から掘削可能部材にわたって、他の接続板で覆われ、前記一の接続板と前記他の接続板の縁部同士が溶接されたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちのいずれかに記載の土留め壁構造である。
【００１８】
請求項６の発明の土留め壁構造では、Ｈ型鋼材の残された各フランジの外面と掘削可能部材の側面とが、一の接続板で覆われ、かつ、両フランジの縁部と掘削可能部材とが他の接続板で覆われるので、接合部分おける掘削可能部材が接続板で保護され、接合部分の強度が増す。また、前記一の接続板と前記他の接続板の縁部同士が溶接されるので、ボルト・ナットで固定するよりも接合部分の強度が向上する。接続板とＨ型鋼材とを溶接により固定すると、さらに好ましい。
【００１９】
請求項７の発明は、掘削可能部材が、一つのＨ型鋼材と別のＨ型鋼材の間に介在され、前記掘削可能部材の両端部が、両Ｈ型鋼材の端部と接合されたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちのいずれかに記載の土留め壁構造である。
【００２０】
請求項７の発明の土留め壁構造では、掘削可能部材の両端が、各々別のＨ型鋼材の端部と接続されているので、掘削可能部材は土留め壁構造部材の途中の部位に配置される。その結果、土留め壁構造部材を強度の高い一方のＨ型鋼材側から地中に埋設することができる。すなわち、地中に土留め壁構造部材を配置する際に、掘削可能部材を損耗又は破壊させずに済む。
【００２１】
請求項８の発明は、Ｈ型鋼材の端部と、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させて掘削機により掘削し易く構成した掘削可能部材の端部とを接合する土留め壁構造の構築方法において、前記Ｈ型鋼材の一対のフランジの端部をウエブを残して所定長さ切り欠き、一対の掘削可能部材の端部を、前記Ｈ型鋼材のウエブを挟むように、フランジの切り欠いた部位まで至るよう設け、前記掘削可能部材の側面を、前記Ｈ型鋼材の残されたフランジ部分の外面と略面一となるように構成することを特徴とする土留め壁構造の構築方法である。
【００２２】
請求項８の発明の土留め壁構造の構築方法を実施すると、Ｈ型鋼材と掘削可能部材の接続部分の強度を向上させた土留め壁構造部材を構築することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明を実施して構成された土留め壁構造部材は、掘削可能部材の断面係数を大きく確保することができ、Ｈ型鋼材と掘削可能部材の接続部分の強度が向上し、良好な土留め機能を発揮することができる。その上、本発明を実施すると、土留め壁構造部材の掘削可能部材をシールド掘削機で掘削することができるので、作業能率がよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を実施して構成された土留め壁構造部材の斜視図であり、（ａ）は各部材を分解した状態を示し、（ｂ）は複合体を組み立てた状態を示し、（ｃ）は接合部を接続板で包囲した状態を示す。
【図２】（ａ）は本発明を実施して構成された土留め壁構造部材の分解部分平面図であり、（ｂ）は本発明の土留め壁構造部材の組立てた状態の部分平面図であり、（ｃ）は本発明の土留め壁構造部材の部分側面図である。
【図３】（ａ）は接続板で接合部が固定された土留め壁構造部材の部分平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面矢視図であり、（ｃ）は（ｂ）において接続板で接合部が固定される前の状態のＡ−Ａ断面矢視図である。
【図４】（ａ）は本発明を実施した図１とは別の土留め壁構造部材の部分平面図であり、（ｂ）は（ａ）の分解平面図である。
【図５】（ａ）は図４の土留め壁構造部材の部分斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の分解斜視図である。
【図６】（ａ）は地中に土留め壁構造部材を配置した状態の側面図であり、（ｂ）は地中に配置した土留め壁構造部材の正面図である。
【図７】（ａ）は、Ｈ型鋼材に接着板を溶接固定した状態を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の接着板の正面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら本発明の土留め壁構造を実施した土留め壁構造部材の構成を説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、土留め壁構造部材１は、Ｈ型鋼材２と複合体１０（掘削可能部材）とが接合されて構成される。Ｈ型鋼材２は、上下のフランジ１２の一部が切り欠かれて、残留部１２ａと当接部１２ｂとが形成されている。また、複合体１０は、複数の板状部材が組み合わされて構成されている。以下、Ｈ型鋼材２，複合体１０及びこれらの組立構造について順に説明する。
【００２６】
まず、Ｈ型鋼材２について説明する。
Ｈ型鋼材２は、フランジ１２の端部の一部が切り欠かれており、端部には残留部１２ａと当接部１２ｂとが形成されている。図２（ａ）に示すように残留部１２ａは、ウエブ１１よりも若干幅広であり、元はフランジ１２の一部である。すなわち、ウエブ１１の両端（図２（ａ）で見て上下）に、各々残留部１２ａが連続している。
【００２７】
よって、フランジ１２の一部が切り欠かれているとはいえ、一方の残留部１２ａの外側（ウエブ１１とは反対側）から他方の残留部１２ａの外側（ウエブ１１とは反対側）までの距離は、図３（ｂ），（ｃ）における高さＨ１で示されるＨ型鋼材２の高さと同寸法である。また、図２（ａ）に示す残留部１２ａの切り欠き長さＬは、高さＨ１の０．９〜２．５倍程度とすることができるが、より好ましくは１．０〜２．０倍である。
【００２８】
市販品のＨ型鋼は、ウエブとフランジの接続部分にはＲが形成されているので、このＲは、後述する複合体１０を接合する前にグラインダ処理等によって除去しておくのが好ましい。また、市販品のＨ型鋼に適当なサイズのものがない場合には、鋼板をビルトアップによりＨ形状に形成してＨ型鋼材の代わりに使用してもよい。
なお、Ｈ型鋼材の「外面」とは、一つのＨ型鋼材の一対のフランジの向かい合う面（内面）の反対側の面を指すものとする。また、「幅」とは、ウエブに直交する方向の長さを指すものとする。
【００２９】
次に複合体１０について説明する。
図１（ａ）や図２（ａ）等に示すように複合体１０は、板状部材３〜６，接続板７，８等で構成されている。そのうちの板状部材４は、ウエブ１１の幅と同じ幅を有している。この板状部材４の片側には板状部材３ａ，５ａ，６ａ〜６ｃが配置され、板状部材４の反対側には３ｂ，５ｂ，６ｄ〜６ｆが配置される。各板状部材は、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させて構成されている。
板状部材は、無機繊維を混在させた発泡ウレタン樹脂が好ましく、例えば、積水化学工業株式会社製の「エスロン ネオランバーＦＦＵ」が挙げられる。あるいは、繊維で強化した不飽和ポリエステル樹脂から構成されてもよい。
【００３０】
板状部材３ａ，３ｂは、フランジ１２の残留部１２ａの中にちょうど収納される幅を有している。すなわち、図２（ｂ）に示すように、板状部材３ａ，３ｂ及び板状部材４を重ねた際の幅は、残留部１２ａの幅と同じである。また、板状部材３ａ，３ｂの高さは、両フランジ１２の間にほとんど隙間無く挿入可能なウエブ１１の高さと同じである。ここで「高さ」とは、フランジ１２と直交する方向の板状部材３ａ，３ｂ及びウエブ１１の長さである。
【００３１】
ここで、板状部材３ａ，３ｂの幅（厚さ）の分だけ残留部１２ａの幅を確保すると、複合体１０よりも強度が勝る鋼材（Ｈ形鋼材）による土留め壁構造部材１の接合部１３の強度向上を図ることができる。
【００３２】
また、板状部材５ａ，５ｂは、幅寸法が各々板状部材３ａ，３ｂと同じであるが、高さ寸法はＨ型鋼材２の高さ寸法Ｈ１を呈している。さらに、板状部材６ａ〜６ｆの断面寸法は同じである。板状部材６ａ〜６ｆの高さは、Ｈ型鋼材２の高さ寸法Ｈ１と同じである。すなわち、板状部材６ａ〜６ｆは、Ｈ型鋼材２のフランジ１２の端部のうち、切り欠かれて除去された部分が存在していた位置まで至っている。これらの板状部材３ａ（５ａ），３ｂ（又は５ｂ），４，６ａ〜６ｆを重ねた際の幅は、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に寸法Ｗ１で示されるＨ型鋼材２の幅と同じである。
「切り欠かれて除去された部分が存在していた位置まで至っている」とは、図３（ｂ）に示す板状部材６ａ〜６ｃと、板状部材６ｄ〜６ｆ（これらは厳密には複合体１０の一部であるが、これらが一対の複合体（一対の掘削可能部材）としてＨ型鋼材２のウエブ１１を挟んでいる。）の端部を、フランジ１２の当接部１２ｂに接近乃至当接するように設けることを言う。
【００３３】
次に、複合体１０及び土留め壁構造部材１の組立構造について説明する。
図１（ａ）は、図１（ｃ）に示す完成状態の土留め壁構造部材１を解体した状態を示すものであるが、Ｈ型鋼材２のウエブ１１の側壁には、板状部材３ａ及び３ｂが残留部１２ａよりも突出するように接着固定される。残留部１２ａよりも突出した部分の板状部材３ａ，３ｂの間には板状部材４が配置され、板状部材４は板状部材３ａ，３ｂと接着固定される。また、板状部材４は、残留部１２ａ及びウエブ１１の先端に当接している。
【００３４】
そして、板状部材３ａ，３ｂの先端に、各々板状部材５ａ，５ｂの端部を当接させ、板状部材５ａを板状部材３ａ及び４と接着固定し、板状部材５ｂを板状部材３ｂ及び４と接着固定する。
【００３５】
さらに板状部材６ａ〜６ｃを互いに接着固定し、先端をフランジ１２の当接部１２ｂに当接させ、接着固定する。また板状部材６ａを、板状部材３ａ，５ａ，及び残留部１２ａに接着固定する。同様に、板状部材６ｄ〜６ｆも、図３（ｂ）に示すように板状部材６ａ〜６ｃと反対側に固着される。
【００３６】
最後に、必要に応じて接続板７ａ，７ｂ、及び８ａ，８ｂを使用する。すなわち、接続板７ａ，７ｂは、接合部１３の上下に平行に配置され、接続板８ａ，８ｂは両側方から平行に配置され、複合体１０の接合部１３に接着固定される。
【００３７】
そして、図３（ｂ）に示すように接続板７ａ，７ｂの両側が、各々接続板８ａ，８ｂと溶接固定されて、溶接部９ａ〜９ｄが形成される。また、各接続板とＨ型鋼材２とが接触する部位も溶接して溶接部１４を形成する。これにより、各接続板とＨ型鋼材２とが強固に固定される。接続板７ａ，７ｂ、及び８ａ，８ｂを使用すると、接合部１３における最大寸法は、高さＨ２及び幅Ｗ２となる。
【００３８】
以上説明した各板状部材の幅寸法は、上述したものに限らず、適宜任意に選定可能である。例えば、３枚の板状部材６ａ〜６ｃは、４枚にしたり、２枚にすることもできる。また、残留部１２ａは、ウエブ１１の幅のみを残し、高さ寸法がＨ型鋼材２の高さＨ１としてもよい。その結果、各板状部材の枚数や厚さの選定の幅が広がる。
【００３９】
以上で土留め壁構造部材１の組立が完成し、図１（ｃ）に示す状態となる。なお、各図では、複合体１０の片側の端部にだけＨ型鋼材２を配置し接続する状態を示しているが、実際には、同様の構成で複合体１０の両側（両端）にＨ型鋼材２を接続し、２つのＨ型鋼材２を複合体１０で接続した形態とする。もちろん、土留め壁構造部材は、図１（ｃ）に示すように、複合体１０のいずれか一方にのみＨ形鋼材を接続して構成することもできる。
【００４０】
このように構成された土留め壁構造部材１を地中に配置した状態を図６に示す。図６（ａ）に示すように、土留め壁構造部材１は、従来と同様にシールド掘削機１５の発進側と到達側に配置される。また、図６（ｂ）に示すように、発進側及び到達側には複数の土留め壁構造部材１を配置し、破線で示す掘削円１６が形成できるように複合体１０を配置する。その結果、複数の複合体１０部分をシールド掘削機１５によって掘削できる。
【００４１】
ところで、本発明の土留め壁構造部材１の接合部１３は、図３（ｂ）又は図３（ｃ）に示す断面形状を呈している。すなわち、Ｈ型鋼材２よりも強度が弱い各板状部材は、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させて構成されている。板状部材３ａ，３ｂ以外の板状部材の高さ寸法Ｈ１は、Ｈ型鋼材２の高さと同じである。すなわちＨ型鋼材２のフランジ１２の厚さＨ３及びＨ４の分だけ従来の複合体よりも高さ寸法が大きく構成されている。その結果、本発明の土留め壁構造部材１の複合体１０（接合部１３）の断面係数Ｚは、従来のものよりも改善されている。
【００４２】
ここで、市販品のＨ型鋼７００＊３００＊１３＊２４（＊は、乗算）を一例に断面係数を比較してみる。図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、断面形状は長方形であり、長方形の断面係数Ｚは、一般に（断面幅）＊（断面高さ）2／６で算出される。
断面幅Ｗ１は従来と同じであるとすると、従来品に対して本発明品は、
７００2／（７００−２４＊２）2＝１．１５３
となり、約１５％の強度向上が図られている。すなわち、市販品のＨ型鋼７００＊３００＊１３＊２４を採用して本発明を実施すると、土留め壁構造部材の強度は、従来の手法で構成するよりも１５％以上向上する。
【００４３】
ここで実際の従来品では、Ｈ形鋼のフランジを切り欠かず、両フランジの間に板状部材を収容するので、板状部材（複合体）の寸法は両フランジ間の空隙高さより約５ｍｍ程度小さく設定されることが多い。そのため上記の式による演算は、
７００2／｛７００−（２４＋５）＊２｝2＝１．１８９
となり、本発明を実施して構成した土留め壁構造部材の強度は、従来品よりも２０％以上の向上を期待することができる。
【００４４】
次に、図４及び図５を参照しながら本発明の別の実施形態を説明する。
図４及び図５に示す土留め壁構造部材２０の基本的な構成は、図１等に示す土留め壁構造部材１と基本的に同じであるが、接着板２１を使用する点が大きく相違している。よって、以下では、重複する説明は省略し、相違する構成のみを説明する。
【００４５】
土留め壁構造部材２０を構成する複合体３０は、２組の板状部材２２〜２５で構成される。各板状部材にはＨ型鋼材３１のフランジ３２の当接部３２ｂに当接する段部２２ａ〜２５ａが形成されている。また、板状部材２２の端部は切欠かれて幅が狭い切欠き部２２ｂが形成されている。板状部材２５も板状部材２２と同様の切欠き部２５ｂが形成されている。さらに、中央側に配置される板状部材２３，２４には、両側に切欠き部２３ｂ、２３ｃ及び２４ｂ、２４ｃが形成されている。
【００４６】
各板状部材２２〜２５が重なった際に、これらの切欠き部によって、スリット２６〜２８（接続板の挿入部）が構成される。すなわち、切欠き部２２ｂと２３ｂとでスリット２６が形成され、切欠き部２３ｃと２４ｂとでスリット２７が形成され、さらに切欠き部２４ｃと２５ｂとでスリット２８が形成される。スリット２６〜２８は、一方のフランジ３２の内側面から他方のフランジ３２の内側面まで形成されている。
【００４７】
このスリット２６〜２８には、接着板２１が挿入され接着固定される。接着板２１は、スリット２６〜２８にちょうど挿入できる幅及び高さを有している。また、図５（ｂ）に示すように、接着板２１には孔２１ａが設けられている。各スリット２６〜２８に接着板２１を挿入すると、各接着板２１に設けた孔２１ａは同芯状に並び、締結ボルト３３を挿通することができる。
【００４８】
また、ウエブ３６には孔３６ａが設けられている。孔３６ａは、各接着板２１が複合体３０に接着固定され、複合体３０がＨ型鋼材３１に装着された際に、接着板２１の孔２１ａと同芯状に並ぶ。よって、同芯状に配置された各孔２１ａと孔３６ａを、同一の締結ボルト３３で貫通することができる。
【００４９】
さらに接着板２１同士の間、あるいは接着板２１とウエブ３６の間にコッター３５を配置し、締結ボルト３３で接着板２１、ウエブ３６とを貫通し、ナット３４を螺合する。これにより、各接着板２１は強固にＨ型鋼材３１に固着される。また、各接着板２１は、スリット２６〜２８内に挿入されて接着されているので、Ｈ型鋼材３１と複合体３０との接合強度が向上する。
【００５０】
図４，図５には描写していないが、この実施の形態において、さらに図１に示す接続板７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂで接合部を包囲し、接合部に接着して接続板同士を溶接固定してもよい。
【００５１】
また、図７（ａ）に示すように接着板は、溶接によってＨ型鋼材に固着してもよい。図７（ａ）〜（ｃ）に示す接着板２９は、図４に示す板状部材２５の段部２５ａと同様の段部２９ａ，２９ｂを有している。これらの段部２９ａ，２９ｂは、各々Ｈ型鋼材３１のフランジ部３２の当接部３２ｂにちょうど当接するように形成されている。そして図７（ｂ）に示すように、接着板２９の段部２９ａ，２９ｂやフランジ面に沿う部分には例えば４５度の開先４１〜４５が形成されている。この開先４１〜４５に沿って溶接を施し、開先４１〜４５には溶接のビード３７，３８が入り、Ｈ型鋼材３１と接着板２９とが一体に固着される。
【００５２】
接着板２９に沿って板状部材を配置できるように、ビード３７，３８をグラインダ仕上げする。ただし、接着板２９のウエブ３６側は、溶接に必要な空間を確保できない場合には、溶接し易い側（外側）のみに開先加工を施し、溶接する。図７（ａ）では、ウエブ３６の両側に接着板２９を１枚ずつ配置しているが、接着板２９の枚数は適宜選定可能である。
【００５３】
Ｈ型鋼材３１と接着板２９とを溶接によって固定すると、図４（ａ）に示すようにＨ型鋼材３１と接着板２１とをボルト３３，ナット３４で固定する場合のように、ボルト３３，ナット３４が緩むことがない。また、ボルト３３，ナット３４で固定するよりも、溶接で固定する方がＨ型鋼材３１側と複合体（接合板）の接合部分の強度が向上する。
【００５４】
以上説明した本発明の土留め壁構造では、Ｈ型鋼材のフランジを切り欠き、複合体の高さを高くすることにより、複合体側の断面係数を大きくすることができ、強度アップを図ることができる。また、各板状部材とＨ型鋼材の接合を、コッター及びボルト・ナットを使用する機械接合から２組の平行な接続板で周囲を包囲し、接続板同士を溶接することにより、接合部の強度を向上させることができる。
【００５５】
なお、図１〜図５に示す土留め壁構造部材１は、複合体１０を構成する各板状部材３〜６をＨ形鋼材２のウエブ１１と平行に配置しているが、Ｈ型鋼材のフランジの幅と同じ幅の板状部材を、フランジと平行（ウエブと直交する向き）に配置し、ウエブに沿って積層した板状部材の高さを、Ｈ形鋼材の高さと一致させるようにすることもできる。
【００５６】
また、複数の板状部材３〜６で構成される複合体１０の代わりに、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させた掘削可能部材を採用してもよい。掘削可能部材は複合体１０程度の強度と形状を有する一体成形物であり、掘削機で容易に掘削可能な部材である。この掘削可能部材の端部を、図１に示すＨ型鋼材２の端部の形状に合わせて成型し、複合体１０の代わりにＨ型鋼材２の端部に接続する。仮に、図４に示すような接着板２１を使用する場合には、掘削可能部材の端部にスリット２６〜２８を設け、このスリット２６〜２８に接着板２１を係合させる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 土留め壁構造部材
２ Ｈ型鋼材
３〜６ 板状部材
７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ 接続板
９、１４ 溶接部
１０ 複合体
１１ Ｈ形鋼材のウエブ
１２ Ｈ型鋼材のフランジ
１２ａ フランジの残留部
１２ｂ フランジの当接部
１３ Ｈ型鋼材と複合体の接合部
２６〜２８ スリット（接続板の挿入部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘削機の発進部及び到達部に設置される土留め壁構造及び土留め壁構造の構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の土留め壁構造は、鉄筋コンクリートで構成されていたが、鉄筋コンクリート製の土留め壁構造は、シールド掘削機による掘削が困難である。そのため、シールド掘削機の発進時や到達時には、土留め壁構造部材を人力で打ち壊す必要があり、手間が掛かった。よって、このような手間がかからない土留め壁構造が発案され、シールド掘削機による掘削が可能な土留め壁構造が、例えば特許文献１や特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７５９０号公報
【特許文献２】特開２００２−３８８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び特許文献２に開示されている土留め壁構造及びシールド掘進用立坑壁は、離間させたＨ型鋼材の対向する両端部を、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させた複数の板状部材を重ねた複合体で接続して構成されている。すなわち、この複合体の部分は、シールド掘削機によって容易に破壊することができ、人力で打ち壊す必要がなく、当初の問題は解決された。
【０００５】
ところで土留め壁構造は、従来の土留め壁構造部材が鉄筋コンクリート製であることからわかるように、相当な強度を有している必要がある。しかし、特許文献１及び特許文献２に開示されている構成は、Ｈ型鋼材の途中の部分が、言わば切断されているようなものであり、従来の土留め壁構造部材よりも強度的に不利である。
【０００６】
そこで本発明は、シールド掘削機による掘削が可能であり、さらに強度を向上させることができる土留め壁構造及び土留め壁構造の構築方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための請求項１の発明は、Ｈ型鋼材の端部と、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させて構成した掘削可能部材の端部とを接合し、前記掘削可能部材が掘削機により掘削される土留め壁構造において、前記Ｈ型鋼材の一対のフランジが、ウエブを残して端部から所定長さ切り欠かれ、一対の掘削可能部材の端部が、前記Ｈ型鋼材のウエブを挟んで、フランジの切り欠いた部位まで至るよう設けられ、前記掘削可能部材の側面が、前記Ｈ型鋼材の残されたフランジ部分の外面と略面一となるように構成されたことを特徴とする土留め壁構造である。
【０００８】
請求項１の発明の土留め壁構造では、掘削可能部材と接合されるＨ型鋼材の端部の一対のフランジが、ウエブを残して切り欠かれ、一対の掘削可能部材の端部が、前記Ｈ型鋼材のウエブを挟んで、フランジの切り欠いた部位まで至っている（達している）ので、端部のフランジ部分を切り欠かない場合と比較して掘削可能部材の接合部分の断面積が大きくなる。ここで「フランジの切り欠いた部位まで至るように」とは、一対の掘削可能部材の端部が、フランジの切り欠いた部位（当接部）に接近乃至当接するように設けることを言う。
すなわち、Ｈ型鋼材の端部のフランジに干渉されることなく掘削可能部材の端部の断面積を拡張できる。その結果、断面係数も大きくなり複合体の強度が増す。すなわち、Ｈ型鋼材よりも強度が弱い掘削可能部材側の断面係数が改善され、接合部分における土留め壁構造部材の強度を高くすることができる。
よって、土留め壁構造部材のＨ型鋼材と掘削可能部材の接合部分は、強度を確保して土留め壁として良好に機能することができると共に、シールド掘削機によって掘削可能部材を掘削することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、前記掘削可能部材が、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させた複数の板状部材を重ねて構成した複合体であることを特徴とする請求項１に記載の土留め壁構造である。
【００１０】
請求項２の発明の土留め壁構造では、掘削可能部材を、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させた複数の板状部材を重ねて構成した複合体としたので、接合部分における土留め壁構造部材の強度が向上する。
【００１１】
請求項３の発明は、前記板状部材の端部と前記Ｈ型鋼材の端部との間に接着板が設けられ、前記接着板は前記板状部材の間に挟まれており、前記接着板は、切り欠かれずに残されたＨ型鋼材の内面に溶接されて取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の土留め壁構造である。
【００１２】
請求項３の発明の土留め壁構造では、板状部材の端部とＨ型鋼材の端部との間に接着板が設けられ、接着板はＨ型鋼材の内面に溶接されて取り付けられているので、掘削可能部材とＨ型鋼材の接続部分の強度が向上する。
【００１３】
請求項４の発明は、掘削可能部材の端部が、切り欠かれずに残された前記Ｈ型鋼材のフランジの端部と当接していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれかに記載の土留め壁構造である。
【００１４】
請求項４の発明の土留め壁構造では、掘削可能部材が、除去されて形成されたＨ型鋼材のフランジの端部と当接しているので、土留め壁構造部材を地中に打ち込む際の土留め壁構造部材の強度が向上する。
【００１５】
請求項５の発明は、ウエブと掘削可能部材とが接着されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれかに記載の土留め壁構造である。
【００１６】
請求項５の発明の土留め壁構造では、Ｈ型鋼材の端部のウエブを掘削可能部材の内部に挿入し、ウエブと掘削可能部材とを接着するので、Ｈ型鋼材と掘削可能部材の接続部分の強度が向上する。
【００１７】
請求項６の発明は、切り欠かれずに残されたＨ型鋼材の各フランジの外面から掘削可能部材の側面にわたって、一の接続板で覆われ、かつ、両フランジの縁部から掘削可能部材にわたって、他の接続板で覆われ、前記一の接続板と前記他の接続板の縁部同士が溶接されたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちのいずれかに記載の土留め壁構造である。
【００１８】
請求項６の発明の土留め壁構造では、Ｈ型鋼材の残された各フランジの外面と掘削可能部材の側面とが、一の接続板で覆われ、かつ、両フランジの縁部と掘削可能部材とが他の接続板で覆われるので、接合部分おける掘削可能部材が接続板で保護され、接合部分の強度が増す。また、前記一の接続板と前記他の接続板の縁部同士が溶接されるので、ボルト・ナットで固定するよりも接合部分の強度が向上する。接続板とＨ型鋼材とを溶接により固定すると、さらに好ましい。
【００１９】
請求項７の発明は、掘削可能部材が、一つのＨ型鋼材と別のＨ型鋼材の間に介在され、前記掘削可能部材の両端部が、両Ｈ型鋼材の端部と接合されたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちのいずれかに記載の土留め壁構造である。
【００２０】
請求項７の発明の土留め壁構造では、掘削可能部材の両端が、各々別のＨ型鋼材の端部と接続されているので、掘削可能部材は土留め壁構造部材の途中の部位に配置される。その結果、土留め壁構造部材を強度の高い一方のＨ型鋼材側から地中に埋設することができる。すなわち、地中に土留め壁構造部材を配置する際に、掘削可能部材を損耗又は破壊させずに済む。
【００２１】
請求項８の発明は、Ｈ型鋼材の端部と、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させて掘削機により掘削し易く構成した掘削可能部材の端部とを接合する土留め壁構造の構築方法において、前記Ｈ型鋼材の一対のフランジの端部をウエブを残して所定長さ切り欠き、一対の掘削可能部材の端部を、前記Ｈ型鋼材のウエブを挟むように、フランジの切り欠いた部位まで至るよう設け、前記掘削可能部材の側面を、前記Ｈ型鋼材の残されたフランジ部分の外面と略面一となるように構成することを特徴とする土留め壁構造の構築方法である。
【００２２】
請求項８の発明の土留め壁構造の構築方法を実施すると、Ｈ型鋼材と掘削可能部材の接続部分の強度を向上させた土留め壁構造部材を構築することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明を実施して構成された土留め壁構造部材は、掘削可能部材の断面係数を大きく確保することができ、Ｈ型鋼材と掘削可能部材の接続部分の強度が向上し、良好な土留め機能を発揮することができる。その上、本発明を実施すると、土留め壁構造部材の掘削可能部材をシールド掘削機で掘削することができるので、作業能率がよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を実施して構成された土留め壁構造部材の斜視図であり、（ａ）は各部材を分解した状態を示し、（ｂ）は複合体を組み立てた状態を示し、（ｃ）は接合部を接続板で包囲した状態を示す。
【図２】（ａ）は本発明を実施して構成された土留め壁構造部材の分解部分平面図であり、（ｂ）は本発明の土留め壁構造部材の組立てた状態の部分平面図であり、（ｃ）は本発明の土留め壁構造部材の部分側面図である。
【図３】（ａ）は接続板で接合部が固定された土留め壁構造部材の部分平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面矢視図であり、（ｃ）は（ｂ）において接続板で接合部が固定される前の状態のＡ−Ａ断面矢視図である。
【図４】（ａ）は本発明を実施した図１とは別の土留め壁構造部材の部分平面図であり、（ｂ）は（ａ）の分解平面図である。
【図５】（ａ）は図４の土留め壁構造部材の部分斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の分解斜視図である。
【図６】（ａ）は地中に土留め壁構造部材を配置した状態の側面図であり、（ｂ）は地中に配置した土留め壁構造部材の正面図である。
【図７】（ａ）は、Ｈ型鋼材に接着板を溶接固定した状態を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の接着板の正面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら本発明の土留め壁構造を実施した土留め壁構造部材の構成を説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、土留め壁構造部材１は、Ｈ型鋼材２と複合体１０（掘削可能部材）とが接合されて構成される。Ｈ型鋼材２は、上下のフランジ１２の一部が切り欠かれて、残留部１２ａと当接部１２ｂとが形成されている。また、複合体１０は、複数の板状部材が組み合わされて構成されている。以下、Ｈ型鋼材２，複合体１０及びこれらの組立構造について順に説明する。
【００２６】
まず、Ｈ型鋼材２について説明する。
Ｈ型鋼材２は、フランジ１２の端部の一部が切り欠かれており、端部には残留部１２ａと当接部１２ｂとが形成されている。図２（ａ）に示すように残留部１２ａは、ウエブ１１よりも若干幅広であり、元はフランジ１２の一部である。すなわち、ウエブ１１の両端（図２（ａ）で見て上下）に、各々残留部１２ａが連続している。
【００２７】
よって、フランジ１２の一部が切り欠かれているとはいえ、一方の残留部１２ａの外側（ウエブ１１とは反対側）から他方の残留部１２ａの外側（ウエブ１１とは反対側）までの距離は、図３（ｂ），（ｃ）における高さＨ１で示されるＨ型鋼材２の高さと同寸法である。また、図２（ａ）に示す残留部１２ａの切り欠き長さＬは、高さＨ１の０．９〜２．５倍程度とすることができるが、より好ましくは１．０〜２．０倍である。
【００２８】
市販品のＨ型鋼は、ウエブとフランジの接続部分にはＲが形成されているので、このＲは、後述する複合体１０を接合する前にグラインダ処理等によって除去しておくのが好ましい。また、市販品のＨ型鋼に適当なサイズのものがない場合には、鋼板をビルトアップによりＨ形状に形成してＨ型鋼材の代わりに使用してもよい。
なお、Ｈ型鋼材の「外面」とは、一つのＨ型鋼材の一対のフランジの向かい合う面（内面）の反対側の面を指すものとする。また、「幅」とは、ウエブに直交する方向の長さを指すものとする。
【００２９】
次に複合体１０について説明する。
図１（ａ）や図２（ａ）等に示すように複合体１０は、板状部材３〜６，接続板７，８等で構成されている。そのうちの板状部材４は、ウエブ１１の幅と同じ幅を有している。この板状部材４の片側には板状部材３ａ，５ａ，６ａ〜６ｃが配置され、板状部材４の反対側には３ｂ，５ｂ，６ｄ〜６ｆが配置される。各板状部材は、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させて構成されている。
板状部材は、無機繊維を混在させた発泡ウレタン樹脂が好ましく、例えば、積水化学工業株式会社製の「エスロン ネオランバーＦＦＵ」が挙げられる。あるいは、繊維で強化した不飽和ポリエステル樹脂から構成されてもよい。
【００３０】
板状部材３ａ，３ｂは、フランジ１２の残留部１２ａの中にちょうど収納される幅を有している。すなわち、図２（ｂ）に示すように、板状部材３ａ，３ｂ及び板状部材４を重ねた際の幅は、残留部１２ａの幅と同じである。また、板状部材３ａ，３ｂの高さは、両フランジ１２の間にほとんど隙間無く挿入可能なウエブ１１の高さと同じである。ここで「高さ」とは、フランジ１２と直交する方向の板状部材３ａ，３ｂ及びウエブ１１の長さである。
【００３１】
ここで、板状部材３ａ，３ｂの幅（厚さ）の分だけ残留部１２ａの幅を確保すると、複合体１０よりも強度が勝る鋼材（Ｈ形鋼材）による土留め壁構造部材１の接合部１３の強度向上を図ることができる。
【００３２】
また、板状部材５ａ，５ｂは、幅寸法が各々板状部材３ａ，３ｂと同じであるが、高さ寸法はＨ型鋼材２の高さ寸法Ｈ１を呈している。さらに、板状部材６ａ〜６ｆの断面寸法は同じである。板状部材６ａ〜６ｆの高さは、Ｈ型鋼材２の高さ寸法Ｈ１と同じである。すなわち、板状部材６ａ〜６ｆは、Ｈ型鋼材２のフランジ１２の端部のうち、切り欠かれて除去された部分が存在していた位置まで至っている。これらの板状部材３ａ（５ａ），３ｂ（又は５ｂ），４，６ａ〜６ｆを重ねた際の幅は、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に寸法Ｗ１で示されるＨ型鋼材２の幅と同じである。
「切り欠かれて除去された部分が存在していた位置まで至っている」とは、図３（ｂ）に示す板状部材６ａ〜６ｃと、板状部材６ｄ〜６ｆ（これらは厳密には複合体１０の一部であるが、これらが一対の複合体（一対の掘削可能部材）としてＨ型鋼材２のウエブ１１を挟んでいる。）の端部を、フランジ１２の当接部１２ｂに接近乃至当接するように設けることを言う。
【００３３】
次に、複合体１０及び土留め壁構造部材１の組立構造について説明する。
図１（ａ）は、図１（ｃ）に示す完成状態の土留め壁構造部材１を解体した状態を示すものであるが、Ｈ型鋼材２のウエブ１１の側壁には、板状部材３ａ及び３ｂが残留部１２ａよりも突出するように接着固定される。残留部１２ａよりも突出した部分の板状部材３ａ，３ｂの間には板状部材４が配置され、板状部材４は板状部材３ａ，３ｂと接着固定される。また、板状部材４は、残留部１２ａ及びウエブ１１の先端に当接している。
【００３４】
そして、板状部材３ａ，３ｂの先端に、各々板状部材５ａ，５ｂの端部を当接させ、板状部材５ａを板状部材３ａ及び４と接着固定し、板状部材５ｂを板状部材３ｂ及び４と接着固定する。
【００３５】
さらに板状部材６ａ〜６ｃを互いに接着固定し、先端をフランジ１２の当接部１２ｂに当接させ、接着固定する。また板状部材６ａを、板状部材３ａ，５ａ，及び残留部１２ａに接着固定する。同様に、板状部材６ｄ〜６ｆも、図３（ｂ）に示すように板状部材６ａ〜６ｃと反対側に固着される。
【００３６】
最後に、必要に応じて接続板７ａ，７ｂ、及び８ａ，８ｂを使用する。すなわち、接続板７ａ，７ｂは、接合部１３の上下に平行に配置され、接続板８ａ，８ｂは両側方から平行に配置され、複合体１０の接合部１３に接着固定される。
【００３７】
そして、図３（ｂ）に示すように接続板７ａ，７ｂの両側が、各々接続板８ａ，８ｂと溶接固定されて、溶接部９ａ〜９ｄが形成される。また、各接続板とＨ型鋼材２とが接触する部位も溶接して溶接部１４を形成する。これにより、各接続板とＨ型鋼材２とが強固に固定される。接続板７ａ，７ｂ、及び８ａ，８ｂを使用すると、接合部１３における最大寸法は、高さＨ２及び幅Ｗ２となる。
【００３８】
以上説明した各板状部材の幅寸法は、上述したものに限らず、適宜任意に選定可能である。例えば、３枚の板状部材６ａ〜６ｃは、４枚にしたり、２枚にすることもできる。また、残留部１２ａは、ウエブ１１の幅のみを残し、高さ寸法がＨ型鋼材２の高さＨ１としてもよい。その結果、各板状部材の枚数や厚さの選定の幅が広がる。
【００３９】
以上で土留め壁構造部材１の組立が完成し、図１（ｃ）に示す状態となる。なお、各図では、複合体１０の片側の端部にだけＨ型鋼材２を配置し接続する状態を示しているが、実際には、同様の構成で複合体１０の両側（両端）にＨ型鋼材２を接続し、２つのＨ型鋼材２を複合体１０で接続した形態とする。もちろん、土留め壁構造部材は、図１（ｃ）に示すように、複合体１０のいずれか一方にのみＨ形鋼材を接続して構成することもできる。
【００４０】
このように構成された土留め壁構造部材１を地中に配置した状態を図６に示す。図６（ａ）に示すように、土留め壁構造部材１は、従来と同様にシールド掘削機１５の発進側と到達側に配置される。また、図６（ｂ）に示すように、発進側及び到達側には複数の土留め壁構造部材１を配置し、破線で示す掘削円１６が形成できるように複合体１０を配置する。その結果、複数の複合体１０部分をシールド掘削機１５によって掘削できる。
【００４１】
ところで、本発明の土留め壁構造部材１の接合部１３は、図３（ｂ）又は図３（ｃ）に示す断面形状を呈している。すなわち、Ｈ型鋼材２よりも強度が弱い各板状部材は、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させて構成されている。板状部材３ａ，３ｂ以外の板状部材の高さ寸法Ｈ１は、Ｈ型鋼材２の高さと同じである。すなわちＨ型鋼材２のフランジ１２の厚さＨ３及びＨ４の分だけ従来の複合体よりも高さ寸法が大きく構成されている。その結果、本発明の土留め壁構造部材１の複合体１０（接合部１３）の断面係数Ｚは、従来のものよりも改善されている。
【００４２】
ここで、市販品のＨ型鋼７００＊３００＊１３＊２４（＊は、乗算）を一例に断面係数を比較してみる。図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、断面形状は長方形であり、長方形の断面係数Ｚは、一般に（断面幅）＊（断面高さ）2／６で算出される。
断面幅Ｗ１は従来と同じであるとすると、従来品に対して本発明品は、
７００2／（７００−２４＊２）2＝１．１５３
となり、約１５％の強度向上が図られている。すなわち、市販品のＨ型鋼７００＊３００＊１３＊２４を採用して本発明を実施すると、土留め壁構造部材の強度は、従来の手法で構成するよりも１５％以上向上する。
【００４３】
ここで実際の従来品では、Ｈ形鋼のフランジを切り欠かず、両フランジの間に板状部材を収容するので、板状部材（複合体）の寸法は両フランジ間の空隙高さより約５ｍｍ程度小さく設定されることが多い。そのため上記の式による演算は、
７００2／｛７００−（２４＋５）＊２｝2＝１．１８９
となり、本発明を実施して構成した土留め壁構造部材の強度は、従来品よりも２０％以上の向上を期待することができる。
【００４４】
次に、図４及び図５を参照しながら本発明の別の実施形態を説明する。
図４及び図５に示す土留め壁構造部材２０の基本的な構成は、図１等に示す土留め壁構造部材１と基本的に同じであるが、接着板２１を使用する点が大きく相違している。よって、以下では、重複する説明は省略し、相違する構成のみを説明する。
【００４５】
土留め壁構造部材２０を構成する複合体３０は、２組の板状部材２２〜２５で構成される。各板状部材にはＨ型鋼材３１のフランジ３２の当接部３２ｂに当接する段部２２ａ〜２５ａが形成されている。また、板状部材２２の端部は切欠かれて幅が狭い切欠き部２２ｂが形成されている。板状部材２５も板状部材２２と同様の切欠き部２５ｂが形成されている。さらに、中央側に配置される板状部材２３，２４には、両側に切欠き部２３ｂ、２３ｃ及び２４ｂ、２４ｃが形成されている。
【００４６】
各板状部材２２〜２５が重なった際に、これらの切欠き部によって、スリット２６〜２８（接続板の挿入部）が構成される。すなわち、切欠き部２２ｂと２３ｂとでスリット２６が形成され、切欠き部２３ｃと２４ｂとでスリット２７が形成され、さらに切欠き部２４ｃと２５ｂとでスリット２８が形成される。スリット２６〜２８は、一方のフランジ３２の内側面から他方のフランジ３２の内側面まで形成されている。
【００４７】
このスリット２６〜２８には、接着板２１が挿入され接着固定される。接着板２１は、スリット２６〜２８にちょうど挿入できる幅及び高さを有している。また、図５（ｂ）に示すように、接着板２１には孔２１ａが設けられている。各スリット２６〜２８に接着板２１を挿入すると、各接着板２１に設けた孔２１ａは同芯状に並び、締結ボルト３３を挿通することができる。
【００４８】
また、ウエブ３６には孔３６ａが設けられている。孔３６ａは、各接着板２１が複合体３０に接着固定され、複合体３０がＨ型鋼材３１に装着された際に、接着板２１の孔２１ａと同芯状に並ぶ。よって、同芯状に配置された各孔２１ａと孔３６ａを、同一の締結ボルト３３で貫通することができる。
【００４９】
さらに接着板２１同士の間、あるいは接着板２１とウエブ３６の間にコッター３５を配置し、締結ボルト３３で接着板２１、ウエブ３６とを貫通し、ナット３４を螺合する。これにより、各接着板２１は強固にＨ型鋼材３１に固着される。また、各接着板２１は、スリット２６〜２８内に挿入されて接着されているので、Ｈ型鋼材３１と複合体３０との接合強度が向上する。
【００５０】
図４，図５には描写していないが、この実施の形態において、さらに図１に示す接続板７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂで接合部を包囲し、接合部に接着して接続板同士を溶接固定してもよい。
【００５１】
また、図７（ａ）に示すように接着板は、溶接によってＨ型鋼材に固着してもよい。図７（ａ）〜（ｃ）に示す接着板２９は、図４に示す板状部材２５の段部２５ａと同様の段部２９ａ，２９ｂを有している。これらの段部２９ａ，２９ｂは、各々Ｈ型鋼材３１のフランジ部３２の当接部３２ｂにちょうど当接するように形成されている。そして図７（ｂ）に示すように、接着板２９の段部２９ａ，２９ｂやフランジ面に沿う部分には例えば４５度の開先４１〜４５が形成されている。この開先４１〜４５に沿って溶接を施し、開先４１〜４５には溶接のビード３７，３８が入り、Ｈ型鋼材３１と接着板２９とが一体に固着される。
【００５２】
接着板２９に沿って板状部材を配置できるように、ビード３７，３８をグラインダ仕上げする。ただし、接着板２９のウエブ３６側は、溶接に必要な空間を確保できない場合には、溶接し易い側（外側）のみに開先加工を施し、溶接する。図７（ａ）では、ウエブ３６の両側に接着板２９を１枚ずつ配置しているが、接着板２９の枚数は適宜選定可能である。
【００５３】
Ｈ型鋼材３１と接着板２９とを溶接によって固定すると、図４（ａ）に示すようにＨ型鋼材３１と接着板２１とをボルト３３，ナット３４で固定する場合のように、ボルト３３，ナット３４が緩むことがない。また、ボルト３３，ナット３４で固定するよりも、溶接で固定する方がＨ型鋼材３１側と複合体（接合板）の接合部分の強度が向上する。
【００５４】
以上説明した本発明の土留め壁構造では、Ｈ型鋼材のフランジを切り欠き、複合体の高さを高くすることにより、複合体側の断面係数を大きくすることができ、強度アップを図ることができる。また、各板状部材とＨ型鋼材の接合を、コッター及びボルト・ナットを使用する機械接合から２組の平行な接続板で周囲を包囲し、接続板同士を溶接することにより、接合部の強度を向上させることができる。
【００５５】
なお、図１〜図５に示す土留め壁構造部材１は、複合体１０を構成する各板状部材３〜６をＨ形鋼材２のウエブ１１と平行に配置しているが、Ｈ型鋼材のフランジの幅と同じ幅の板状部材を、フランジと平行（ウエブと直交する向き）に配置し、ウエブに沿って積層した板状部材の高さを、Ｈ形鋼材の高さと一致させるようにすることもできる。
【００５６】
また、複数の板状部材３〜６で構成される複合体１０の代わりに、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させた掘削可能部材を採用してもよい。掘削可能部材は複合体１０程度の強度と形状を有する一体成形物であり、掘削機で容易に掘削可能な部材である。この掘削可能部材の端部を、図１に示すＨ型鋼材２の端部の形状に合わせて成型し、複合体１０の代わりにＨ型鋼材２の端部に接続する。仮に、図４に示すような接着板２１を使用する場合には、掘削可能部材の端部にスリット２６〜２８を設け、このスリット２６〜２８に接着板２１を係合させる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 土留め壁構造部材
２ Ｈ型鋼材
３〜６ 板状部材
７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ 接続板
９、１４ 溶接部
１０ 複合体
１１ Ｈ形鋼材のウエブ
１２ Ｈ型鋼材のフランジ
１２ａ フランジの残留部
１２ｂ フランジの当接部
１３ Ｈ型鋼材と複合体の接合部
２６〜２８ スリット（接続板の挿入部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｈ型鋼材の端部と、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させて構成した掘削可能部材の端部とを接合し、前記掘削可能部材が掘削機により掘削される土留め壁構造において、
前記Ｈ型鋼材の一対のフランジが、ウエブを残して端部から所定長さ切り欠かれ、一対の掘削可能部材の端部が、前記Ｈ型鋼材のウエブを挟んで、フランジの切り欠いた部位まで至るよう設けられ、前記掘削可能部材の側面が、前記Ｈ型鋼材の残されたフランジ部分の外面と略面一となるように構成されたことを特徴とする土留め壁構造。
【請求項２】
前記掘削可能部材が、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させた複数の板状部材を重ねて構成した複合体であることを特徴とする請求項１に記載の土留め壁構造。
【請求項３】
前記板状部材の端部と前記Ｈ型鋼材の端部との間に接着板が設けられ、前記接着板は前記板状部材の間に挟まれており、前記接着板は、切り欠かれずに残されたＨ型鋼材の内面に溶接されて取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の土留め壁構造。
【請求項４】
掘削可能部材の端部が、切り欠かれずに残された前記Ｈ型鋼材のフランジの端部と当接していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれかに記載の土留め壁構造。
【請求項５】
ウエブと掘削可能部材とが接着されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれかに記載の土留め壁構造。
【請求項６】
切り欠かれずに残されたＨ型鋼材の各フランジの外面から掘削可能部材の側面にわたって、一の接続板で覆われ、かつ、両フランジの縁部から掘削可能部材にわたって、他の接続板で覆われ、前記一の接続板と前記他の接続板の縁部同士が溶接されたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちのいずれかに記載の土留め壁構造。
【請求項７】
掘削可能部材が、一つのＨ型鋼材と別のＨ型鋼材の間に介在され、前記掘削可能部材の両端部が、両Ｈ型鋼材の端部と接合されたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちのいずれかに記載の土留め壁構造。
【請求項８】
Ｈ型鋼材の端部と、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させて掘削機により掘削し易く構成した掘削可能部材の端部とを接合する土留め壁構造の構築方法において、
前記Ｈ型鋼材の一対のフランジの端部をウエブを残して所定長さ切り欠き、一対の掘削可能部材の端部を、前記Ｈ型鋼材のウエブを挟むように、フランジの切り欠いた部位まで至るよう設け、前記掘削可能部材の側面を、前記Ｈ型鋼材の残されたフランジ部分の外面と略面一となるように構成することを特徴とする土留め壁構造の構築方法。
【請求項１】
Ｈ型鋼材の端部と、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させて構成した掘削可能部材の端部とを接合し、前記掘削可能部材が掘削機により掘削される土留め壁構造において、
前記Ｈ型鋼材の一対のフランジが、ウエブを残して端部から所定長さ切り欠かれ、一対の掘削可能部材の端部が、前記Ｈ型鋼材のウエブを挟んで、フランジの切り欠いた部位まで至るよう設けられ、前記掘削可能部材の側面が、前記Ｈ型鋼材の残されたフランジ部分の外面と略面一となるように構成されたことを特徴とする土留め壁構造。
【請求項２】
前記掘削可能部材が、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させた複数の板状部材を重ねて構成した複合体であることを特徴とする請求項１に記載の土留め壁構造。
【請求項３】
前記板状部材の端部と前記Ｈ型鋼材の端部との間に接着板が設けられ、前記接着板は前記板状部材の間に挟まれており、前記接着板は、切り欠かれずに残されたＨ型鋼材の内面に溶接されて取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の土留め壁構造。
【請求項４】
掘削可能部材の端部が、切り欠かれずに残された前記Ｈ型鋼材のフランジの端部と当接していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれかに記載の土留め壁構造。
【請求項５】
ウエブと掘削可能部材とが接着されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれかに記載の土留め壁構造。
【請求項６】
切り欠かれずに残されたＨ型鋼材の各フランジの外面から掘削可能部材の側面にわたって、一の接続板で覆われ、かつ、両フランジの縁部から掘削可能部材にわたって、他の接続板で覆われ、前記一の接続板と前記他の接続板の縁部同士が溶接されたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちのいずれかに記載の土留め壁構造。
【請求項７】
掘削可能部材が、一つのＨ型鋼材と別のＨ型鋼材の間に介在され、前記掘削可能部材の両端部が、両Ｈ型鋼材の端部と接合されたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちのいずれかに記載の土留め壁構造。
【請求項８】
Ｈ型鋼材の端部と、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させて掘削機により掘削し易く構成した掘削可能部材の端部とを接合する土留め壁構造の構築方法において、
前記Ｈ型鋼材の一対のフランジの端部をウエブを残して所定長さ切り欠き、一対の掘削可能部材の端部を、前記Ｈ型鋼材のウエブを挟むように、フランジの切り欠いた部位まで至るよう設け、前記掘削可能部材の側面を、前記Ｈ型鋼材の残されたフランジ部分の外面と略面一となるように構成することを特徴とする土留め壁構造の構築方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−３８２８７（Ｐ２０１１−３８２８７Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８５５１９（Ｐ２００９−１８５５１９）
【出願日】平成２１年８月１０日（２００９．８．１０）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１０日（２００９．８．１０）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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