鋼矢板の結合構造

【課題】先端沓、結合部材を地中に埋設後、後施行をすることなく、容易に、確実に分離できる鋼矢板の結合構造の提供。
【解決手段】可撓性止水部材４を挟んで所定間隔に分割されて配置された一対の鋼矢板１ａ，１ｂを生分解性部材からなる先端沓９又は結合部材１５で結合する。地中に打設して埋設した後は、微生物により生分解性部材からなる先端沓９あるいは結合部材１５を分解し、鋼矢板１ａ，１ｂと、先端沓９又は結合部材１５との結合を解除する。生分解性部材は、生分解性プラスチック部材であるとよい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋め立て工事、護岸工事、堤防構築工事等の建設土木工事に使用される鋼矢板の結合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼矢板は、複数個相互に連結し地中に打設されるものである。鋼矢板で壁を構成することで、前後の地盤を分割保持し、地盤の崩壊等を防ぐ。この打設工事は海岸等の岸壁、護岸、又河川、水路、堰等の止水壁として、あるいは堤防等に広く使用されている。この鋼矢板は地中に埋設後、時間の経過で地震等の地盤ずれ等により鋼矢板はもとより継手部分が外れ、大きな変形、破壊をもたらすおそれが生じる。
このため、鋼矢板を２分割して一対の構成にし、その分割した鋼矢板間にゴムあるいは合成樹脂等の可撓性止水部材を設け、鋼矢板の相互間の変位があっても鋼矢板の損傷、破壊を防ぎ止水を行う構成のものが使用されている。この構成の鋼矢板を打設して地中に打ち込むために、一対の鋼矢板の下部に打設時の可撓性止水部材の保護と埋設を容易にするため略Ｖ字状の傾斜面を有する先端沓を設けている。分割された鋼矢板は先端沓で接続されている。
【０００３】
この鋼矢板を地中に打ち込むには、鋼矢板の上部をハンマー等で打撃して埋設する。鋼矢板には可撓性止水部材を設けているので、前述のように打ち込みの際の保護のため先端沓を装着している。この先端沓は埋設された後は、分離される。この先端沓を分離可能に埋設する構成については種々の方法が知られている。その例として、本出願人も矢板壁用可撓伸縮止水性矢板を提案している（特許文献１参照）。
【０００４】
この装置は、図２２、図２３に示すように、分割された各々の鋼矢板５０ａ、５０ｂに取り付けられた各先端金具５１ａ，５１ｂを仮固定する状態で、各先端金具５１ａ，５１ｂを跨って固定板５２を低強度の仮溶接をしている。鋼矢板５０ａ，５０ｂの上部は頭部固定板８（図１参照）で連結されている。この状態の鋼矢板５０ａ，５０ｂをバイブロハンマーで頭部固定板８を挟み、所定深さまで打ち込んだ後、頭部固定板８を切断分離し、この一対の鋼矢板５０ａ，５０ｂの一方をハンマーにより打撃し、先端金具５１ａ，５１ｂの仮溶接の固定板５２を分離し、その後他方の鋼矢板を打設して一対の鋼矢板５０ａ，５０ｂをそろえる。一対の鋼矢板５０ａ，５０ｂを埋設した後は頭部固定板８を除去する。このようにして一対の鋼矢板５０ａ，５０ｂは先端金具５１ａ，５１ｂが分離離脱した状態で地中に埋設されることになり、地盤変動等の変位に対応できる構成となる。
【０００５】
他の例として、鋼矢板の先端に差込の状態で先端沓を取り付け、この状態の鋼矢板を所定深さまで打ち込んだ後、鋼矢板をワイヤーで上方にやや引き抜き先端沓を分離する方法（例えば、特許文献２、３）、あるいは、間隔を有して取り付けられた先端沓を固定プレートで弱強度の仮溶接をし、この状態で地中に埋設し先端沓の固定プレートを地盤変動等に追随して、固定プレートの仮溶接部が破壊するのを期待させる構成のもの（例えば、特許文献４）等が知られている。
【特許文献１】実公昭６４−４９１５号公報
【特許文献２】特公昭６３−５８９７３号公報
【特許文献３】特開２００３−４９４２１号公報
【特許文献４】特開２００４−５２３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述の従来構成は種々の問題点を含んでいて、確実性に欠ける。地中に打設後一対の鋼矢板の一方を打ち込むのは、切断や打ち込みのための作業を余分に要することである。又先端沓を分割の構成にしなければならないことである。他方、地中に打設後一対の鋼矢板を引き上げるのは、引き上げの工程が余分に必要であり、仮溶接の状態で埋設したままの状態のものは、確実に地盤変動に追随して仮溶接が解除できているかどうかは確認できない。
又、溶接を強すぎないように低溶接にすると打設するときに溶接部がはずれるおそれも生ずる。この方法も先端沓は分割の構成にしている。いずれの方法も固定プレートを溶接しなければならないことと、打設前後に分離のため余分の施工を要する等問題点を有している。従って、通常の打設のみで施工を完了するようにして、確実に先端沓が分離でき、しかも、工事を従来に比し簡素にすることが求められている。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点を解決するために想起されたもので、下記の目的を達成する。
本発明の目的は、先端沓を分割せず、地中に埋設後は、後施工することなく、容易に、確実に可撓性止水用鋼矢板が分離できるようにした鋼矢板の結合構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記目的を達成するために次の手段をとる。
本発明１の鋼矢板の結合構造は、止水部材を介して所定間隔に分割されて配置された一対の鋼矢板を結合する構造であって、前記構造は、先端沓及びこの先端沓を前記鋼矢板に結合する結合部材とで構成され、前記先端沓又は／及び結合部材は、前記鋼矢板施工後地中で分解する生分解性部材からなる。
【０００９】
前記生分解性部材は、生分解性プラスチック、天然又は天然素材で作られる人工木材、天然素材で作られる紙、これらを混合したもの等の部材であることを意味している。
【００１０】
本発明２の鋼矢板の結合構造は、本発明１において、
前記先端沓は、前記一対の鋼矢板に跨って一体化されたものであることを特徴とする。
【００１１】
本発明３の鋼矢板の結合構造は、本発明１において、
前記結合部材は、前記先端沓を前記鋼矢板に固定するために製作されたねじ部材であることを特徴とする。
【００１２】
本発明４の鋼矢板の結合構造は、本発明１において、
前記先端沓には、前記結合部材との結合のため前記生分解性部材の被結合部が部分的に設けられていることを特徴とする。
【００１３】
本発明５の鋼矢板の結合構造は、本発明１において、
前記止水部材は、可撓性止水部材であることを特徴とする。
【００１４】
本発明６の鋼矢板の結合構造は、本発明２において、
前記先端沓は、地中押圧側端部に保護プレートを有していることを特徴とする。
【００１５】
本発明７の鋼矢板の結合構造は、本発明１から６において、
前記生分解性部材は、生分解性プラスチック部材であることを特徴とする。
【００１６】
前記生分解性プラスチック部材は、微生物系［バイオポリエステル（ＰＨＢ／Ｖなど）、バクテリアセルロース、微生物多糖（プルラン、カードランなど）］、化学合成系［脂肪族ポリエステル（ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、ポリグリコール酸、ポリ乳酸など）、ポリビニルアルコール、ポリアミノ酸（ＰＭＬＧなど）、その他ポリウレタン、ナイロンオリゴマーなど］、天然物系（キトサン／セルロース、澱粉、酢酸セルロースなど）、複合物（澱粉／脂肪族ポリエステル、澱粉／ポリビニルアルコール、前記したもののブレンドやラミネート）等の種類の部材であることを意味している。
【発明の効果】
【００１７】
先端沓又は先端沓の連結部材に生分解性部材（例えば、生分解性プラスチック）を使用したので、打設後は特別の施工なしに自然の力で分解、即ち、微生物により分解され、結合を解除できるようになった。結果的に可撓性止水部材を有する鋼矢板を元の状態を維持して確実に打設でき、打設前の溶接の必要もなく、打設後の先端沓分割の必要もなく、簡素な構成にすることができた。分割等の必要がなくなったことで、施工期間が短縮でき、施工コストの低減になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の対象となる可撓性止水部材を有する鋼矢板の構成で、図２は可撓性止水部材を取り付けた断面図で、従来と同様の構成を示す。鋼矢板１はＵ形鋼矢板をウェブ２の中央で分割した形状の一対の鋼矢板である。ウェブ２は同一平面で間隔をおき配置されている。中間に複数の屈曲形状３をなす可撓性止水部材としての可撓性伸縮止水部材４が取り付けられている。この可撓性伸縮止水部材４はゴムあるいは合成樹脂の帯状のものである。両側がフランジ５になっていて、押さえ板６を介してボルト７、ナット７ａによりウェブ２に固定されている。
可撓性伸縮止水部材４の上方には間隔をおいて鋼製の上部連結部材８が配置されている。その上部連結部材８に分割された鋼矢板１ａ，１ｂが一体的に固着している。このように構成される鋼矢板１の下部に先端沓９が設けられる。この鋼矢板１は打設後、上部連結部材８と先端沓９が切り離されるようになっている。本発明はこの先端沓９の結合に関わる構造である。
【００１９】
次に実施の形態について具体的に説明するがその前に、本発明の主体をなす生分解性部材について説明する。本発明に適用できる生分解性部材には、生分解性プラスチック、生分解性機能を有する紙や木材等の部材が含まれる。なお、この実施の形態では、生分解性部材を生分解性プラスチック部材として説明を行う。この生分解性プラスチック部材は、例えば主に穀物でんぷんを出発原料として成形されたものであり、使用時は通常のプラスチック機能を有している。しかし、廃棄処理等で土中又は海中などに放棄されると、微生物により分解され本来のプラスチック機能を失い、最終的に水と二酸化炭素になって自然界に還元されるプラスチックである。
【００２０】
生分解性プラスチックは、土中などで生分解性を有するものであり、例えば、微生物系、化学合成系、天然物系、複合物などの種類がある。
微生物系には、例えばバイオポリエステル（ＰＨＢ／Ｖなど）、バクテリアセルロース、微生物多糖（プルラン、カードランなど）等がある。また、化学合成系には、例えば脂肪族ポリエステル（ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、ポリグリコール酸、ポリ乳酸など）、ポリビニルアルコール、ポリアミノ酸（ＰＭＬＧなど）、その他ポリウレタン、ナイロンオリゴマー等がある。
さらに、天然物系には、例えばキトサン／セルロース、澱粉、酢酸セルロース等がある。複合物としては、例えば澱粉／脂肪族ポリエステル、澱粉／ポリビニルアルコール、前記した物質のブレンドやラミネート等がある。
【００２１】
この生分解性プラスチック部材は、軟質から硬質まで幅広く製作でき、通常に使用する場合は通常のプラスチック強度を有しているが熱に弱い。この生分解性プラスチック部材は、経済産業省の公募した愛称で「グリーンプラ」と称されているものである。使用形態においては、生ごみの袋、園芸用の移植用苗ポット、土木建設関係では断熱材、土木工事の型枠、土留等に幅広く使用されている。本発明はこの生分解性プラスチック部材を含む生分解性部材を鋼矢板の先端沓及びその結合部材に適用させるものである。
【００２２】
（実施の形態１）
図３は、先端沓全体を生分解性プラスチック部材とする形態１を模式的に示した正面図、図４は、図３をＸ−Ｘ線で切断した断面図である。先端沓１０は断面が略三角形の一体化された生分解性プラスチック部材で、一対の鋼矢板１ａ，１ｂに跨って取り付けられている。この取り付けはボルト１１によっている。本発明の基本構成をなす生分解性プラスチックは、それなりの強度を有しているものであるが、打設の際の保護のため打ち込み側の端部に略Ｖ字状の保護プレート１２を取り付けている。
打設後はこの先端沓１０を地中にとどめておくことになるが、時間の経過に伴い先端沓１０は微生物の分解により急速に強度を低下し、最終的に消滅する。これにより一対の鋼矢板１ａ，１ｂとの結合関係を解消する。最終的には先端沓１０は水と二酸化炭素になり消滅し、保護プレート１２のみが離間して地中に残ることになる。
【００２３】
（実施の形態２）
この形態２は結合部材に生分解性プラスチックを適用したものである。図５は、この形態２の外観図、図６〜図８は形態２の具体的な構成を示した図で、図６は正面図、図７は平面図、図８は、図６をＡ−Ａ線で切断した断面図をそれぞれ示す。鋼矢板１の下部に先端沓１４を取り付けるための取り付け部１３が設けられている。この取り付け部１３は一対の鋼矢板１ａ，１ｂにそれぞれ設けられている。この取り付け部１３はフレーム構成で内部が空間になっている。
一方、先端沓１４は鋼材で一体形状の略Ｖ字状のフレーム構成をなし、それぞれの取り付け部１３に跨って取り付けられ、内部に空間を有している。取り付け部１３に先端沓１４を付き合わせたとき内部の空間位置が一致し、この空間部に生分解性プラスチックの結合部材１５を各取り付け部１３ごとに先端沓１４に跨るようにして取り付ける。この取り付けは、結合部材１５の一端を取り付け部１３に第１のボルト１６、ナット１６ａを介して固定し、結合部材１５の他端を先端沓１４に第２のボルト１７を介して固定することで行われる。
【００２４】
この状態で一対の鋼矢板１ａ，１ｂと先端沓１４は生分解性プラスチックの結合部材１５を介して一体的に固定されている。この状態で土中に打設し、時間の経過とともに結合部材１５は図９のように変化する。図９は模式的に経過を示したものである。図９（ａ）の打設時の状態から打設して時間が経過すると微生物により分解し、生分解性プラスチックである結合部材１５は図９（ｂ）に示すように消滅する。即ち、取り付け部１３と先端沓１４はフレーム構成とボルト１６，１７のみが形骸化した状態で残り、地盤変動等が生じたときは図９（ｃ）に示すように先端沓１４は取り付け部１３から完全に分離し、鋼矢板１ａ，１ｂは歪等の不具合は生じないのである。
【００２５】
図１０〜図１３は前述の構成に準じた他の形態を示したものである。図１０は正面図、図１１は平面図、図１２は図１０をＢ−Ｂ線で切断した断面図である。この形態は生分解性プラスチックの結合部材１８を筒状の形状としたものである。強度を確保される場合、あるいは軟弱な土壌の場合には、この結合部材１８を前述の場合に比し薄い構成にすることができる。生分解性プラスチック部材の材料軽減に効果がある。取り付け部１３と先端沓１４との取り付けはボルト１６、１７、ナット１６ａによるが、ねじ部のみの固定強度が弱い部分、本形態の場合は先端沓１４に対する部分はナット１９を介在させて固定している。図１３は前述同様に打設後の鋼矢板１ａ，１ｂの結合状態の変化を図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１３（ｃ）に従って示した図である。基本的には図９に示す経過と同様である。
【００２６】
（実施の形態３）
この形態３は結合部材のボルト２０を生分解性プラスチック部材で製作したものである。前述同様に図１４〜図１７にその形態３を具体的に示す。図１４は正面図、図１５は平面図、図１６は図１４をＣ−Ｃ線で切断した断面図をそれぞれ示す。鋼矢板１ａ，１ｂの下部に先端沓２２を取り付けるための取り付け部２１が設けられている。この取り付け部２１はフレーム構成で一対の鋼矢板１ａ，１ｂにそれぞれ設けられている。
一方、先端沓２２は鋼材で一体形状の略Ｖ字状のフレーム構成をなし、それぞれの取り付け部２１に跨って取り付けられている。取り付け部２１に先端沓２２を付き合わせたとき、それぞれの取り付け部２１と先端沓２２を生分解性プラスチック部材で製作されたボルト２０で取り付ける。先端沓２２側にはナット体２３が固定されていて、ボルト２０は取り付け部２１のフレームを挟む状態でナット体２３に締結されることになる。図１７は前述同様に打設後の鋼矢板１の結合状態の変化を図１７（ａ）、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）に従って示した図である。ボルト２０は消滅するので結合状態は解消され、鋼矢板１ａ，１ｂの取り付け部２１は先端沓２２を分離しフリーの状態となる。
【００２７】
図１８、図１９は、この実施の形態３の変形例で、中実の先端沓２４にボルト２０を直接締結させた形態である。この形態では、取り付け部２１と先端沓２４とをボルト２０で直接締結している。先端沓２４は鋳物であってもよく、鋼材又は鋼材以外の材質で打設に耐えられる強度を有したものであればよく、その材質の種類は問わない。
【００２８】
図２０、図２１は前述の構成に準じた他の形態を示したもので、被結合部材としてナット体に生分解性プラスチック部材を適用したものである。図２０は、正面図、図２１は図２０をＤ−Ｄ線で切断した断面図である。この形態は、ボルト２５を通常の鋼材のものとし、先端沓２６の結合部材であるナット体２７あるいはナット保持体に生分解性プラスチック部材を適用したものである。この場合も前述同様で、ボルトとナットが入れ替わったのみで、ボルト２５が取り付け部２８を介して先端沓２６のナット体２７を締結して固定する形態において、実質的な機能は前述と変わらない。しかし、ボルト、ナットの場合は、結合面積が小さく結合剛性に欠けるので本数を多くして対応する場合もある。打設後は図示していないがナット体２７が消滅し結合状態は解消され、鋼矢板１ａ，１ｂの取り付け部２８は先端沓２６を分離しフリーの状態となる。
【００２９】
以上、種々の形態について説明したが、本発明は、本実施の形態に限定されないことはいうまでもない。例えば、鋼矢板に先端沓を挟んだままで打設する方法でもよく、挟んだ先端沓を鋼矢板に直接結合する方法でもよい。
なお、生分解性部材を生分解性プラスチック部材として説明を行ったが、生分解性機能を有するものであればよいことはいうまでもない。例えば、天然又は人工素材で作られる人工木材、木材、天然素材で作られた紙、さらにこれらを混合して作られたもの等であってもよい。これらの部材は圧縮したプレス状態であればそれなりの強度を有する部材であり、打設された後は微生物で分解可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、可撓性伸縮止水部材を有する鋼矢板の全体を示す正面図である。
【図２】図２は、可撓性伸縮止水部材を有する鋼矢板の断面図である。
【図３】図３は、先端沓全体を生分解性プラスチック部材とした形態１の構成を模式的に示す正面図である。
【図４】図４は、図３をＸ−Ｘ線で切断した断面図である。
【図５】図５は、生分解性プラスチックを結合部材に適用し鋼矢板と先端沓を結合する形態２の構成を示す外観図である。
【図６】図６は、生分解性プラスチックを結合部材に適用し鋼矢板と先端沓を結合する形態２の構成を示す正面図である。
【図７】図７は、図６の平面図である。
【図８】図８は、図６をＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図９】図９は、形態２における打設後の先端沓の分離過程を示す説明図である。
【図１０】図１０は、生分解性プラスチックを結合部材に適用した他の形態を示す正面図である。
【図１１】図１１は、図１０の平面図である。
【図１２】図１２は、図１０をＢ−Ｂ線で切断した断面図である。
【図１３】図１３は、他の形態における打設後の先端沓の分離過程を示す説明図である。
【図１４】図１４は、生分解性プラスチックを結合部材であるボルトに適用した形態３を示す正面図である。
【図１５】図１５は、図１４の平面図である。
【図１６】図１６は、図１４をＣ−Ｃ線で切断した断面図である。
【図１７】図１７は、形態３における打設後の先端沓の分離過程を示す説明図である。
【図１８】図１８は、形態３の変形例を示す正面図である。
【図１９】図１９は、図１８の側面図である。
【図２０】図２０は、生分解性プラスチックを結合部材であるナット体に適用した他の形態を示す正面図である。
【図２１】図２１は、図２０をＤ−Ｄ線で切断した断面図である。
【図２２】図２２は、従来構成の先端沓の結合構成を示す正面図である。
【図２３】図２３は、従来構成の先端沓の結合構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１、１ａ、１ｂ … 鋼矢板
４ … 可撓性伸縮止水部材
９、１０、１４、２２、２４、２６ … 先端沓
１１、１６、１７、２０、２５ … ボルト
１２ …保護プレート
１３、２１、２８ … 取り付け部
１５、１８ … 結合部材
２３、２７ … ナット体

【特許請求の範囲】
【請求項１】
止水部材を介して所定間隔に分割されて配置された一対の鋼矢板を結合する構造であって、
前記構造は、先端沓及びこの先端沓を前記鋼矢板に結合する結合部材とで構成され、
前記先端沓又は／及び結合部材は、前記鋼矢板施工後地中で分解する生分解性部材からなる鋼矢板の結合構造。
【請求項２】
請求項１に記載された鋼矢板の結合構造において、
前記先端沓は、前記一対の鋼矢板に跨って一体化されたものである
ことを特徴とする鋼矢板の結合構造。
【請求項３】
請求項１に記載された鋼矢板の結合構造において、
前記結合部材は、前記先端沓を前記鋼矢板に固定するために製作されたねじ部材である
ことを特徴とする鋼矢板の結合構造。
【請求項４】
請求項１に記載された鋼矢板の結合構造において、
前記先端沓には、前記結合部材との結合のため前記生分解性部材の被結合部が部分的に設けられている
ことを特徴とする鋼矢板の結合構造。
【請求項５】
請求項１に記載された鋼矢板の結合構造において、
前記止水部材は、可撓性止水部材である
ことを特徴とする鋼矢板の結合構造。
【請求項６】
請求項２に記載された鋼矢板の結合構造において、
前記先端沓は、地中押圧側端部に保護プレートを有している
ことを特徴とする鋼矢板の結合構造。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載された鋼矢板の結合構造において、
前記生分解性部材は、生分解性プラスチックである
ことを特徴とする鋼矢板の結合構造。

【図１】